JP2019211180A - 弁装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】電動駆動部及び周囲の機能部品を含め、合理的な装置構成とした電動式の弁装置を提供する。【解決手段】膨張弁13を駆動する駆動装置32は、電動駆動部(モータ)42と、制御回路搭載の回路基板45と、冷媒の状態検出(温度及び圧力検出)を行う温度圧力検出体46とがハウジング40内に収容され、ハウジング40内にて相互に電気的接続がなされる構成とした。【選択図】図2
Description
本発明は、電動駆動部を有する電動式の弁装置に関する。
車両用の冷凍サイクル装置等において、例えば特許文献1に開示されるものは、各種の弁装置を備えている。例えばその弁装置の一つである膨張弁は、冷媒の減圧態様の調整を行うべく、弁開度が状況に応じて変更されるようになっている。
ところで、特許文献1では、機械式の膨張弁が用いられているが、本発明者は、モータ等の電動駆動部を用いる電動式の膨張弁装置を用いることを検討している。弁装置を電動化するにあたって、電動駆動部及び周囲の機能部品を含め、合理的な装置構成とすることを検討している。
本発明の目的は、電動駆動部及び周囲の機能部品を含め、合理的な装置構成とした電動式の弁装置を提供することにある。
上記課題を解決する弁装置は、冷凍サイクル装置の循環路内を流れる冷媒の流動態様を変更する弁と、前記弁を駆動する駆動装置とを備え、前記駆動装置の駆動源に電動駆動部を用いる電動式の弁装置であって、前記駆動装置は、前記電動駆動部と、前記電動駆動部の駆動を制御する制御回路が構成された回路基板と、前記冷媒の状態を検出する検出体とを備え、前記電動駆動部、前記回路基板及び前記検出体がハウジング内に収容され、前記ハウジング内にて相互に電気的接続が図られて構成されている。
上記態様によれば、弁を駆動する駆動装置は、電動駆動部と、制御回路搭載の回路基板と、冷媒の状態検出を行う検出体とがハウジング内に収容され、ハウジング内にて相互に電気的接続がなされる構成である。ここで、機械式の弁装置の構成を踏襲しながら電動化を図る場合等、電動駆動部と検出体とが別体、電動駆動部と回路基板とが別体となる構成も採り得るが、電動駆動部、回路基板及び検出体は電気的接続が必要なため、これらをハウジング内に収容して内部で電気的接続を図ることは、電線数の低減や電線取り回しの設計不要、電線を含む防水構造の簡素化等に大きく貢献できる。
上記弁装置において、前記冷凍サイクル装置の循環路の一部が構成されると共に、前記弁が収容される基台ブロックを備え、前記駆動装置は、前記基台ブロックに一体的に固定され、前記基台ブロック内に収容された前記弁を前記電動駆動部が駆動可能に、前記基台ブロックに構成された循環路内を流れる前記冷媒の状態を前記検出体が検出可能に構成されている。
上記態様によれば、冷凍サイクル装置の循環路の一部が構成されると共に弁が収容される基台ブロックに対し、駆動装置が一体的に固定されてユニット化されるため、弁装置としての組付性向上等の効果が期待できる。
上記弁装置において、前記回路基板は、前記ハウジング内において前記電動駆動部及び前記検出体よりも前記循環路より離れた側に配置されている。
上記態様によれば、ハウジング内において、回路基板は電動駆動部及び検出体よりも冷媒の循環路より離れた側に配置されるため、回路基板が上側となる配置構造を採るような場合は特に、万一冷媒がハウジング内に浸入しても回路基板への到達を抑制でき、回路基板の破損の抑制が図れる。
上記態様によれば、ハウジング内において、回路基板は電動駆動部及び検出体よりも冷媒の循環路より離れた側に配置されるため、回路基板が上側となる配置構造を採るような場合は特に、万一冷媒がハウジング内に浸入しても回路基板への到達を抑制でき、回路基板の破損の抑制が図れる。
上記弁装置において、前記検出体は、検出素子及び接続端子を含む樹脂モールド一体部品にて構成されている。
上記態様によれば、検出体は、検出素子及び接続端子を含む樹脂モールド一体部品であるため、取扱いが容易で、駆動装置への組付けも行い易い。
上記態様によれば、検出体は、検出素子及び接続端子を含む樹脂モールド一体部品であるため、取扱いが容易で、駆動装置への組付けも行い易い。
上記弁装置において、前記検出体は、一方向に長い部品形状をなし、自身の長手方向が前記電動駆動部及び前記弁の配列方向と平行となるように配置されている。
上記態様によれば、駆動装置は、検出体の長手方向と、電動駆動部及び弁の配列方向とが平行となるような配置構造を採ることで、駆動装置の小型化等が期待できる。
上記態様によれば、駆動装置は、検出体の長手方向と、電動駆動部及び弁の配列方向とが平行となるような配置構造を採ることで、駆動装置の小型化等が期待できる。
上記弁装置において、前記回路基板は、前記電動駆動部と前記検出体とに跨るように配置されている。
上記態様によれば、回路基板は、電動駆動部と検出体とに跨るように配置されるため、相互間の電気的接続を容易に、効率良く行うことが可能となる。
上記態様によれば、回路基板は、電動駆動部と検出体とに跨るように配置されるため、相互間の電気的接続を容易に、効率良く行うことが可能となる。
上記弁装置において、前記電動駆動部と前記弁との間の駆動伝達上に磁気継手を備え、前記駆動装置側に前記磁気継手の駆動側回転体が、前記基台ブロック側に前記磁気継手の従動側回転体がそれぞれ配置され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間が液密に仕切られて構成されている。
上記態様によれば、電動駆動部と弁との間の駆動伝達上に磁気継手を用い、駆動装置側(電動駆動部側)の駆動側回転体と、基台ブロック側(弁側)の従動側回転体との間を液密に仕切る構造としたため、冷媒の浸入経路となりがちな駆動伝達上を通じたその冷媒の駆動装置内への浸入をより確実に防止できる。
上記弁装置において、前記冷凍サイクル装置は、車両に搭載される車両用の冷凍サイクル装置である。
上記態様によれば、車両用の冷凍サイクル装置に用いる弁装置を、合理的な装置構成の電動式の弁装置として提供可能である。
上記態様によれば、車両用の冷凍サイクル装置に用いる弁装置を、合理的な装置構成の電動式の弁装置として提供可能である。
本発明の弁装置によれば、電動駆動部及び周囲の機能部品を含め、合理的な装置構成の電動式の弁装置として提供することができる。
以下、弁装置の一実施形態について図面を参照して説明する。図面では、説明の便宜上、構成の一部を誇張又は簡略化して示す場合がある。また、各部分の寸法比率についても、実際と異なる場合がある。
図1に示すように、本実施形態の熱交換器10は、電動車両(ハイブリッド車、EV車など)の空調用の冷凍サイクル装置D(ヒートポンプサイクル装置)に用いられる。冷凍サイクル装置Dを備えた車両空調装置は、エバポレータ14によって冷やした空気を車室内に送風する冷房モードと、ヒータコア15によって温めた空気を車室内に送風する暖房モードとを切り替え可能に構成されている。また、冷凍サイクル装置Dの冷媒循環回路Daは、冷房モードに対応した循環回路(冷房循環経路α)と、暖房モードに対応した循環回路(暖房循環経路β)とに切り替え可能に構成されている。なお、冷凍サイクル装置Dの冷媒循環回路Daに流通される冷媒としては、例えばHFC系冷媒やHFO系冷媒を用いることができる。また、冷媒には、コンプレッサ11を潤滑するためのオイルが含まれることが好ましい。
冷凍サイクル装置Dは、冷媒循環回路Daにおいて、コンプレッサ11と、水冷コンデンサ12と、熱交換器10と、膨張弁13(膨張弁装置30)と、エバポレータ14とを備えている。
コンプレッサ11は、車室外のエンジンルームに配置される電動式圧縮機であって、気相冷媒を吸引して圧縮し、それにより過熱状態(高温高圧)となった気相冷媒を水冷コンデンサ12側に吐出する。コンプレッサ11から吐出された高温高圧の気相冷媒は、水冷コンデンサ12内に流入する。なお、コンプレッサ11の圧縮機構としては、スクロール型圧縮機構やベーン型圧縮機構などの各種圧縮機構を用いることができる。また、コンプレッサ11は、冷媒吐出能力が制御されるようになっている。
水冷コンデンサ12は周知の熱交換器であって、冷媒循環回路Da上に設けられた第1熱交換部12aと、冷却水循環装置における冷却水の循環回路C上に設けられた第2熱交換部12bとを備える。なお、循環回路C上には、前記ヒータコア15が設けられている。水冷コンデンサ12は、第1熱交換部12a内を流れる気相冷媒と第2熱交換部12b内を流れる冷却水との間で熱交換させる。即ち、水冷コンデンサ12では、第1熱交換部12a内の気相冷媒の熱によって第2熱交換部12b内の冷却水が加熱される一方、第1熱交換部12a内の気相冷媒が冷却されるようになっている。従って、水冷コンデンサ12は、コンプレッサ11から吐出され第1熱交換部12aに流入した冷媒が持つ熱を、冷却水とヒータコア15とを介して車両空調装置の送風空気に放熱させる放熱器として機能する。
水冷コンデンサ12の第1熱交換部12aを通過した気相冷媒は、後述の統合弁装置24を介して熱交換器10に流入する。熱交換器10は、車室外のエンジンルーム内における車両前方側に配置される室外熱交換器であり、熱交換器10の内部を流通する冷媒と、図示しない送風ファンにより送風された車室外空気(外気)との間で熱交換させるものである。
熱交換器10は、具体的には、第1熱交換部21と、過冷却器として機能する第2熱交換部22とを備える。更に、熱交換器10は、第1及び第2熱交換部21,22と連結された貯液器23と、貯液器23に設けられた統合弁装置24とが一体に構成されてなる。第1熱交換部21の流入路21a及び流出路21bは、統合弁装置24と連通されている。また、第2熱交換部22の流入路22aは、貯液器23及び統合弁装置24と連通されている。
第1熱交換部21は、内部に流通する冷媒の温度に応じて凝縮器又は蒸発器として機能する。貯液器23は気相冷媒と液相冷媒とを分離し、その分離した液相冷媒が貯液器23内に貯まるように構成されている。第2熱交換部22は、貯液器23から流入した液相冷媒と外気との間で熱交換させることで液相冷媒を更に冷却して冷媒の過冷却度を高め、その熱交換後の冷媒を膨張弁13へと流す。なお、第1熱交換部21、第2熱交換部22及び貯液器23は、例えばボルト締結にて相互に連結されることで一体的に構成されている。
統合弁装置24は、貯液器23内に配置される弁本体部25と、弁本体部25を駆動させるための電動駆動部26とを備え、電動駆動部26にモータ(例えばステッピングモータ等)を用いる電動式の弁装置である。統合弁装置24は、暖房モード時において、水冷コンデンサ12の第1熱交換部12aと第1熱交換部21の流入路21aとを連通すると共に、第1熱交換部21の流出路21bを直接的にコンプレッサ11と連通させる暖房循環経路αを確立させる。また、統合弁装置24は、冷房モード時において、水冷コンデンサ12の第1熱交換部12aと第1熱交換部21の流入路21aとを連通すると共に、第1熱交換部21の流出路21bを第2熱交換部22、膨張弁13及びエバポレータ14を介してコンプレッサ11と連通させる冷房循環経路βを確立させる。停止時における統合弁装置24は、何れの流路も閉弁状態とする。つまり、統合弁装置24は、電動駆動部26の駆動により弁本体部25を動作させて、停止、暖房モード及び冷房モードの各状態に合った動作切り替えを行っている。
膨張弁13は、熱交換器10から供給された液相冷媒を減圧膨張させる弁であり、本実施形態では、弁本体である膨張弁13を後述の電動駆動部(モータ)42により動作可能とした電動式の膨張弁装置30として一体的に構成されている。膨張弁装置30の具体構成は後述する。膨張弁13は、低温高圧状態の液相冷媒を減圧してエバポレータ14に供給する。
エバポレータ14は、冷房モード時において送風空気を冷却する冷却用熱交換器(蒸発器)である。膨張弁13からエバポレータ14に供給された液相冷媒は、エバポレータ14周辺(車両空調装置のダクト内)の空気と熱交換する。この熱交換によって、液相冷媒が気化し、エバポレータ14周辺の空気が冷却される。その後、エバポレータ14内の冷媒はコンプレッサ11に向けて流出され、コンプレッサ11で再び圧縮される。
次に、本実施形態の膨張弁装置30の具体構成について説明する。
図2(a)(b)に示すように、膨張弁装置30は、基台ブロック31内に構成される膨張弁13と、基台ブロック31に対して一体的に固定されて膨張弁13を駆動する駆動装置32とを備える。
図2(a)(b)に示すように、膨張弁装置30は、基台ブロック31内に構成される膨張弁13と、基台ブロック31に対して一体的に固定されて膨張弁13を駆動する駆動装置32とを備える。
膨張弁装置30の基台ブロック31には、第2熱交換部22側からエバポレータ14側に冷媒を流入させる流入路31aと、エバポレータ14側からコンプレッサ11に冷媒を流出させる流出路31bとが並設されている。流入路31a及び流出路31bは、大凡互いに平行に延びる断面円形の通路形状をなしている。ここで、基台ブロック31は、略直方体形状をなしており、駆動装置32が固定される一面を上面31xとした場合(以降、基台ブロック31が下側、駆動装置32が上側として説明する)、流入路31a及び流出路31bは、一方側の側面31y1からその反対側の側面31y2に向けて貫通して形成されている。
基台ブロック31における流入路31aの途中には、自身の延びる方向と直交する上下方向に延びる縦通路31cが設けられ、縦通路31cの上側と連通する断面円形状の弁収容穴31d内に弁体33が収容されている。弁体33は、下方に向けられた先端部33aが尖った針状の弁体である。即ち、ニードル弁にて構成される膨張弁13は、弁体33が自身の軸方向(図2では上下方向)に沿って進退することで、先端部33aが縦通路31cの開口部31c1を開閉し、流入路31a側の冷媒の流通を許容・遮断し、更には流通量を調整する。
弁体33は、上記先端部33aの他、中間部に雄ネジ部33bと、基端部に後述の磁気継手(マグネットカップリング)44を構成する従動側回転体44bとを備える。雄ネジ部33bは、弁収容穴31dの内周面に形成された雌ネジ部31eと螺合し、弁体33自身の回転を弁体33の軸方向(上下方向)への直動動作に変換する。従動側回転体44bは、弁体33の基端部に同軸固定され、後述の駆動側回転体44aと対で磁気継手44を構成している。つまり、駆動側回転体44aと従動側回転体44bとは非接触で磁気的に連結しており、駆動側回転体44aの回転により従動側回転体44bが連れ回りすると、これに伴う弁体33の回転動作が雄ネジ部33bと雌ネジ部31eとで弁体33の軸方向の直動動作、即ち膨張弁13の開閉動作に変換されるようになっている。
基台ブロック31の上面31xには、弁収容穴31dの開口部31fを閉塞するための閉塞板34が固定されている。閉塞板34は、金属製(例えばSUS製)で平板形状をなしている。また、閉塞板34と基台ブロック31の上面31xとの間には、開口部31fの周囲を囲むように環状をなすシールリング35が介在されている。つまり、閉塞板34とシールリング35とによって基台ブロック31の開口部31fが液密に閉塞され、基台ブロック31から外部に(駆動装置32側等に)冷媒が漏出しないように封止されている。
駆動装置32は、一部が閉塞板34を介在する態様にて基台ブロック31の上面31xに取付ネジ(図示略)等にて固定されている。駆動装置32は、上面に開口部40aを有するハウジング40と、ハウジング40の開口部40aを閉塞するカバー41とを備えると共に、ハウジング40内に電動駆動部42と、減速部43と、磁気継手44の駆動側回転体44aと、回路基板45と、温度圧力検出体46とを収容してなる。
駆動装置32内の電動駆動部42、減速部43及び磁気継手44の駆動側回転体44aは、膨張弁13の弁体33(従動側回転体44b)の軸線上に設けられ、電動駆動部42の下側に減速部43が、減速部43の下側に磁気継手44の駆動側回転体44aがそれぞれ配置されている。
電動駆動部42は、例えばステッピングモータ、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等にて構成されている。電動駆動部42は、自身の複数本の接続端子42xが回路基板45に接続され、接続端子42xを介して回路基板45から電源供給を受ける。電動駆動部42は、回路基板45(制御回路)からの電源供給に基づいて回転駆動し、回転軸42aを回転させる。また、電動駆動部42は、回転軸42aと一体回転する被検出体(センサマグネット)47を備え、回路基板45の位置検出部(ホールIC)48による被検出体47の検出にて、回転軸42aの回転情報(回転位置や速度等)の検出が行われる。電動駆動部42の回転軸42aは、本体下方側から突出し、減速部43と駆動連結される。
減速部43は、例えば複数のギヤを用いる減速機構等にて構成されている。減速部43は、電動駆動部42の回転軸42aの回転を減速・高トルク化して出力軸43aから出力する。出力軸43aは、減速部43の下方側から突出し、先端部に磁気継手44の駆動側回転体44aが同軸固定されている。
磁気継手44は、駆動側回転体44aと従動側回転体44bとを備え、互いに同軸配置されてなる。また、駆動側回転体44aは、自身の磁気対向面44a1がハウジング40の底面部40bと対向し、従動側回転体44bは、自身の磁気対向面44b1が閉塞板34と対向している。換言すると、駆動側回転体44aと従動側回転体44bとの間には、互いに重なる態様をなすハウジング40の底面部40bと閉塞板34とが介在している。つまり、駆動側回転体44a及び従動側回転体44bは、互いの間にハウジング40の底面部40b及び閉塞板34が介在する態様でありながらも、互いに連れ回り可能に各磁気対向面44a1,44b1同士が磁気連結している。
また、駆動側回転体44aが収容される側のハウジング40内の空間と、従動側回転体44bが収容される側の基台ブロック31内の空間とは、閉塞板34(ハウジング40の底面部40b)にて液密に仕切られている。つまり、従動側回転体44bは、冷媒が存在する空間内に配置される一方で、駆動側回転体44aは、冷媒が存在する空間とは仕切られた空間内に配置されている。この場合、駆動側回転体44aの他、減速部43、電動駆動部42、回路基板45及び温度圧力検出体46についても、冷媒が存在する空間とは液密に仕切られた空間内に配置され、ハウジング40内への冷媒の浸入が防止されている。
電動駆動部42の上側のハウジング40の開口部40a付近には、回路基板45が配置されている。回路基板45には、各種電子部品(図示略)が搭載され、電動駆動部42の駆動制御を行う制御回路が構成されている。回路基板45は、自身の平面方向が電動駆動部42の軸方向と直交する方向に沿うように配置され、また電動駆動部42と温度圧力検出体46とに跨るようにして配置されている。
また、回路基板45には、温度圧力検出体46が接続されている。温度圧力検出体46は、一方向に長い部品形状をなし、自身の長手方向が上下方向に沿うように配置、即ち電動駆動部42の軸方向と平行となるように配置されている。温度圧力検出体46は、先端部(下端部)にセンサIC46aの検出面が少なくとも露出するように、また基端部(上端部)からは複数本の接続端子46xの一端部が外部に突出するように設けられており、それ以外の部分が樹脂モールドされてなる。なお、温度圧力検出体46は、モールド部分の内部に、センサIC46aからの信号を処理する処理IC等を備えていてもよい。
温度圧力検出体46は、ハウジング40の底面部40bから下方に突出する支持筒部40cの内側に挿通されて保持されている。ここで、上記した電動駆動部42は、基台ブロック31の流入路31a上(膨張弁13上)に配置されているのに対し、温度圧力検出体46は、基台ブロック31の流出路31b上に配置されている。支持筒部40cは、基台ブロック31の流出路31bと連通するセンサ取付穴31gに嵌挿されており、支持筒部40cの先端部(下端部)からは、温度圧力検出体46の下端部が突出している。つまり、支持筒部40cのセンサ取付穴31gへの取付状態において、温度圧力検出体46の下端部のセンサIC46aが基台ブロック31の流出路31b内に位置するようになっている。
なお、温度圧力検出体46のセンサIC46aが設けられる位置より若干上側において、温度圧力検出体46の外側面と支持筒部40cの内側面との間にシール材49が設けられている。シール材49は、基台ブロック31の流出路31b内の空間と、支持筒部40c内を通じたハウジング40内の空間とを液密に仕切り、流出路31b内を流れる冷媒のハウジング40内への浸入を防止する。また、支持筒部40cの外側面には、自身の周囲を囲むように環状をなすシールリング50が装着されており、センサ取付穴31gの内側面との間にそのシールリング50が介在するようになっている。シールリング50は、流出路31b内を流れる冷媒の基台ブロック31から外部への漏出を防止する。
温度圧力検出体46は、上端部の各接続端子46xが回路基板45に電気的に接続されている。そして、温度圧力検出体46は、流出路31b内を流れる冷媒の温度及び圧力をセンサIC46aが検出し、センサIC46aからの各検出信号を接続端子46xを介して回路基板45に出力する。
ハウジング40の開口部40a付近の側面部には、車両側ECU60(図3参照)側と電気的な接続を図るための接続部(コネクタ)51が一体に設けられている。接続部51には、複数本の接続端子51xを有しており、各接続端子51xが回路基板45に電気的に接続されている。
図3に示すように、回路基板45の制御回路は、演算部(マイコン)52と、駆動制御部(駆動IC)53と、通信部54と共に、上記した位置検出部48とを備える。回路基板45の制御回路は、接続部51を介して車両側ECU60から電源供給を受け、演算部52への動作電源と、駆動制御部53を介して電動駆動部(モータ)42への駆動電源として供給する。また、回路基板45の制御回路は、例えばLIN(Local Interconnect Network)通信が可能な通信部54を用い、接続部51を介して車両側ECU60と演算部52とが信号授受を行い、演算部52が車両側ECU60の指令を得る。
また、演算部52は、温度圧力検出体46(センサIC46a)からの検出信号に基づき、エバポレータ14側から流出されてくる冷媒の温度及び圧力を検出する。また、演算部52は、位置検出部(ホールIC)48及び被検出体(センサマグネット)47を通じて、電動駆動部42の回転軸42aの回転情報(回転位置や速度等)を得る。そして、演算部52は、車両側ECU60側の指令と、冷媒の温度及び圧力と、電動駆動部42の回転情報とを用いて演算し、都度の適切な制御信号を設定して駆動制御部53に出力する。駆動制御部53は、都度の制御信号に基づき駆動電源を生成し、電動駆動部42の回転駆動を制御する。
このように回路基板45の制御回路は、電動駆動部42の回転駆動を制御し、減速部43、磁気継手44を介して膨張弁13の弁体33の進退位置を調整し、エバポレータ14への冷媒の供給量の調整を行う。つまり、回路基板45の制御回路は、車両空調装置の統合弁装置24と連動した膨張弁13(膨張弁装置30)の開閉制御を行い、統合弁装置24を制御する制御回路と共に空調制御を行うようになっている。
本実施形態の効果について説明する。
(1)本実施形態の駆動装置32は、電動駆動部(モータ)42と、制御回路搭載の回路基板45と、冷媒の状態検出(温度及び圧力検出)を行う温度圧力検出体46とがハウジング40内に収容され、ハウジング40内にて相互に電気的接続がなされる構成である。ここで、機械式の弁装置の構成を踏襲しながら電動化を図る場合等、電動駆動部と検出体とが別体、電動駆動部と回路基板とが別体となる構成も採り得るが、電動駆動部、回路基板及び検出体は電気的接続が必要である。そのため、本実施形態の駆動装置32のように、電動駆動部42、回路基板45及び温度圧力検出体46をハウジング40内に収容して内部で電気的接続を図ることは、電線数の低減や電線取り回しの設計不要、電線を含む防水構造の簡素化等に大きく貢献することができる合理的な構成であると言える。このように、車両用の冷凍サイクル装置Dに用いる膨張弁装置30を、合理的な装置構成の電動式の弁装置とすることができる。
(1)本実施形態の駆動装置32は、電動駆動部(モータ)42と、制御回路搭載の回路基板45と、冷媒の状態検出(温度及び圧力検出)を行う温度圧力検出体46とがハウジング40内に収容され、ハウジング40内にて相互に電気的接続がなされる構成である。ここで、機械式の弁装置の構成を踏襲しながら電動化を図る場合等、電動駆動部と検出体とが別体、電動駆動部と回路基板とが別体となる構成も採り得るが、電動駆動部、回路基板及び検出体は電気的接続が必要である。そのため、本実施形態の駆動装置32のように、電動駆動部42、回路基板45及び温度圧力検出体46をハウジング40内に収容して内部で電気的接続を図ることは、電線数の低減や電線取り回しの設計不要、電線を含む防水構造の簡素化等に大きく貢献することができる合理的な構成であると言える。このように、車両用の冷凍サイクル装置Dに用いる膨張弁装置30を、合理的な装置構成の電動式の弁装置とすることができる。
(2)冷凍サイクル装置Dの循環路の一部である流入路31a及び流出路31bが構成されると共に膨張弁13が収容される基台ブロック31に対し、駆動装置32が一体的に固定されてユニット化されるため、膨張弁装置30としての組付性向上等の効果を期待することができる。
(3)ハウジング40内において、回路基板45は電動駆動部42及び温度圧力検出体46よりも冷媒の循環路を有する基台ブロック31より離れた側(開口部40a側)に配置されるため、回路基板45が上側となる配置構造を採る本実施形態のような場合は特に、万一冷媒がハウジング40内に浸入しても回路基板45への到達を抑制でき、回路基板45の破損を抑制することができる。
(4)温度圧力検出体46は、センサIC46a及び接続端子46xを含む樹脂モールド一体部品であるため、取扱いが容易で、駆動装置32への組付けも行い易い。
(5)駆動装置32は、温度圧力検出体46の長手方向と、電動駆動部42及び膨張弁13の配列方向(電動駆動部42等の軸方向)とが平行となるような配置構造を採ることで、駆動装置32の小型化等を期待することができる。
(5)駆動装置32は、温度圧力検出体46の長手方向と、電動駆動部42及び膨張弁13の配列方向(電動駆動部42等の軸方向)とが平行となるような配置構造を採ることで、駆動装置32の小型化等を期待することができる。
(6)回路基板45は、電動駆動部42と温度圧力検出体46とに跨るように配置されるため、相互間の電気的接続を容易に、効率良く行うことができる。
(7)電動駆動部42と膨張弁13との間の駆動伝達上に磁気継手44を用い、駆動装置32側(電動駆動部42側)の駆動側回転体44aと、基台ブロック31側(膨張弁13側)の従動側回転体44bとの間を液密に仕切る構造としているため、冷媒の浸入経路となりがちな駆動伝達上を通じたその冷媒の駆動装置32内への浸入をより確実に防止することができる。また、磁気継手44の駆動側回転体44aと従動側回転体44bとが相互に引き合うことを利用して、ネジ機構により進退動作させる膨張弁13の弁体33のその進退方向へのがたつきを抑制することもできる。
(7)電動駆動部42と膨張弁13との間の駆動伝達上に磁気継手44を用い、駆動装置32側(電動駆動部42側)の駆動側回転体44aと、基台ブロック31側(膨張弁13側)の従動側回転体44bとの間を液密に仕切る構造としているため、冷媒の浸入経路となりがちな駆動伝達上を通じたその冷媒の駆動装置32内への浸入をより確実に防止することができる。また、磁気継手44の駆動側回転体44aと従動側回転体44bとが相互に引き合うことを利用して、ネジ機構により進退動作させる膨張弁13の弁体33のその進退方向へのがたつきを抑制することもできる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・電動駆動部42としてモータ(ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等)を用いたが、モータ以外の電動駆動部、例えば電磁ソレノイド等で構成してもよい。
・電動駆動部42としてモータ(ステッピングモータ、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ等)を用いたが、モータ以外の電動駆動部、例えば電磁ソレノイド等で構成してもよい。
・回路基板45をハウジング40の開口部40a付近で、電動駆動部42及び温度圧力検出体46よりも上側に配置し、また電動駆動部42と温度圧力検出体46とに跨るように配置したが、これに限らない。例えば、回路基板45を電動駆動部42側又は温度圧力検出体46側に寄せて配置してもよい。また、回路基板45を自身の平面方向が上下方向に沿うように配置してもよい。この場合、ハウジング40の側面部に沿って配置してもよい。
・冷媒の温度及び圧力の両方を検出可能な温度圧力検出体46を用いたが、冷媒の温度及び圧力の何れか一方を検出可能な検出体、温度及び圧力以外の冷媒の状態(流量や流速等)を検出する検出体を用いてもよい。
・減速部43を複数のギヤを用いる減速機構にて構成したが、減速部43はギヤ列、遊星ギヤ等の機械式の減速機構のみならず、例えば磁気継手44と合わせて構成可能な磁気式の減速部を用いてもよい。また、減速機構ではなく、増速機構であってもよい。また、減速及び増速機構を省略してもよい。
・磁気継手44を用いて電動駆動部42側と膨張弁13側とを駆動連結する構成としたが、磁気継手44を用いず、例えばハウジング40に軸を貫通させる一般的な駆動連結構造を用いてもよい。
・膨張弁13を弁体33が自身の軸方向に動作するニードル弁にて構成したが、ニードル弁以外の弁構造のものを用いてもよい。
・膨張弁装置30は基台ブロック31を下側、駆動装置32を上側としたが、配置構造はこれに限らず、適宜変更してもよい。
・膨張弁装置30は基台ブロック31を下側、駆動装置32を上側としたが、配置構造はこれに限らず、適宜変更してもよい。
・膨張弁装置30は基台ブロック31と駆動装置32とを一体的に組付けユニット化したが、別体構成としてもよい。
・膨張弁装置30(膨張弁13)以外の弁に適用してもよく、実施形態の冷凍サイクル装置Dで言えば例えば統合弁装置24に適用してもよい。
・膨張弁装置30(膨張弁13)以外の弁に適用してもよく、実施形態の冷凍サイクル装置Dで言えば例えば統合弁装置24に適用してもよい。
・車両空調用の冷凍サイクル装置Dに適用したが、車両以外の空調用の冷凍サイクル装置や、空調以外の例えば電池冷却用の冷凍サイクル装置等、その他の冷凍サイクル装置の冷媒循環路上に用いる弁装置に適用してもよい。
D…冷凍サイクル装置、13…膨張弁(弁)、30…膨張弁装置(弁装置)、31…基台ブロック、31a…流入路(循環路の一部)、31b…流出路(循環路の一部)、32…駆動装置、40…ハウジング、42…電動駆動部、44…磁気継手、44a…駆動側回転体、44b…従動側回転体、45…回路基板、46…温度圧力検出体(検出体)、46a…センサIC(検出素子)、46x…接続端子。
Claims (8)
- 冷凍サイクル装置の循環路内を流れる冷媒の流動態様を変更する弁と、前記弁を駆動する駆動装置とを備え、前記駆動装置の駆動源に電動駆動部を用いる電動式の弁装置であって、
前記駆動装置は、前記電動駆動部と、前記電動駆動部の駆動を制御する制御回路が構成された回路基板と、前記冷媒の状態を検出する検出体とを備え、前記電動駆動部、前記回路基板及び前記検出体がハウジング内に収容され、前記ハウジング内にて相互に電気的接続が図られて構成されていることを特徴とする弁装置。 - 前記冷凍サイクル装置の循環路の一部が構成されると共に、前記弁が収容される基台ブロックを備え、
前記駆動装置は、前記基台ブロックに一体的に固定され、前記基台ブロック内に収容された前記弁を前記電動駆動部が駆動可能に、前記基台ブロックに構成された循環路内を流れる前記冷媒の状態を前記検出体が検出可能に構成されていることを特徴とする請求項1に記載の弁装置。 - 前記回路基板は、前記ハウジング内において前記電動駆動部及び前記検出体よりも前記循環路より離れた側に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の弁装置。
- 前記検出体は、検出素子及び接続端子を含む樹脂モールド一体部品にて構成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の弁装置。
- 前記検出体は、一方向に長い部品形状をなし、自身の長手方向が前記電動駆動部及び前記弁の配列方向と平行となるように配置されていることを特徴とする請求項4に記載の弁装置。
- 前記回路基板は、前記電動駆動部と前記検出体とに跨るように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の弁装置。
- 前記電動駆動部と前記弁との間の駆動伝達上に磁気継手を備え、
前記駆動装置側に前記磁気継手の駆動側回転体が、前記基台ブロック側に前記磁気継手の従動側回転体がそれぞれ配置され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間が液密に仕切られて構成されていることを特徴とする請求項2及び請求項2に従属の請求項3〜6の何れか1項に記載の弁装置。 - 前記冷凍サイクル装置は、車両に搭載される車両用の冷凍サイクル装置であることを特徴とする請求項1〜7の何れか1項に記載の弁装置。
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