JP2020139680A - Refrigeration cycle device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル装置に関する。 The present disclosure relates to a vapor compression refrigeration cycle apparatus.
従来、膨張弁を備える空気冷却用の蒸発器と、膨張弁を備える電池冷却器とが、室外熱交換器の下流側に並列に接続された冷凍サイクル装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。電池冷却器は、膨張弁の下流側に並列に接続される複数の蒸発器で構成されている。膨張弁と複数の蒸発器との間には、膨張弁を通過した気液二相の冷媒を分配するための分配器が設けられており、当該分配器によって複数の蒸発器に気液二相冷媒が分配される。 Conventionally, there is known a refrigeration cycle device in which an evaporator for air cooling provided with an expansion valve and a battery cooler provided with an expansion valve are connected in parallel on the downstream side of an outdoor heat exchanger (for example, patent documents). 1). The battery cooler is composed of a plurality of evaporators connected in parallel on the downstream side of the expansion valve. A distributor for distributing the gas-liquid two-phase refrigerant that has passed through the expansion valve is provided between the expansion valve and the plurality of evaporators, and the distributor provides the gas-liquid two-phase to the plurality of evaporators. The refrigerant is distributed.
ところで、ガス冷媒と液冷媒を含む気液二相の冷媒を複数の蒸発器に対して均等に分配することは、技術的に非常に難しく、どうしても一部の蒸発器に液冷媒が偏って流れ込んでしまう。複数の蒸発器の一部に液冷媒が偏って流れ込むと、電池は、一部の蒸発器に近接するセルが冷え、他の蒸発器に近接するセルが冷え難くなってしまう。電池の性能は、性能の悪いセルに依存する。このため、電池において温度分布が生ずると、電池性能が低下する。 By the way, it is technically very difficult to evenly distribute a gas-liquid two-phase refrigerant including a gas refrigerant and a liquid refrigerant to a plurality of evaporators, and the liquid refrigerant inevitably flows into some evaporators in a biased manner. It ends up. When the liquid refrigerant flows unevenly into a part of a plurality of evaporators, the cell close to one of the evaporators of the battery becomes cold, and the cell close to the other evaporator becomes difficult to cool. Battery performance depends on poorly performing cells. Therefore, when a temperature distribution occurs in the battery, the battery performance deteriorates.
この対策としては、複数の蒸発器それぞれの上流側にステッピングモータ等の電動モータによって弁体を駆動する電気式膨張弁を配置し、当該電気式膨張弁によって複数の蒸発器に流す冷媒を均等な流量に調整することが考えられる。 As a countermeasure, an electric expansion valve for driving the valve body by an electric motor such as a stepping motor is arranged on the upstream side of each of the plurality of evaporators, and the refrigerant flowing to the plurality of evaporators is evenly distributed by the electric expansion valve. It is conceivable to adjust to the flow rate.
しかしながら、電気式膨張弁は、電動モータによって、その体格が非常に大型になってしまう。このことは、搭載性の悪化を招く要因となることから好ましくない。 However, the physique of the electric expansion valve becomes very large due to the electric motor. This is not preferable because it causes deterioration of mountability.
本開示は、搭載性の悪化を抑制しつつ、並列に接続される複数の蒸発器に対して所望の割合で冷媒を分配可能な冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a refrigeration cycle apparatus capable of distributing a refrigerant in a desired ratio to a plurality of evaporators connected in parallel while suppressing deterioration of mountability.
請求項1に記載の発明は、
冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
放熱器の冷媒流れ下流側において、互いに並列となるように接続される複数の減圧部(14、16、18)と、
複数の減圧部それぞれの冷媒流れ下流側に接続され、減圧部で減圧された冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(15、17、19)と、を備え、
複数の減圧部の少なくとも1つは、絞り開度を調整するための弁部品(X1)を含む可変減圧部(14、16、18)であり、
弁部品は、
放熱器を通過した冷媒の少なくとも一部が流通する流体室(X19)が形成される基部(X11、X12、X13)と、
自らの温度が変化すると変位する駆動部(X123、X124、X125)と、
駆動部の温度の変化による変位を増幅する増幅部(X126、X127)と、
増幅部によって増幅された変位が伝達されて動くことで、流体室における冷媒の圧力を調整する可動部(X128)と、を有し、
駆動部が温度の変化によって変位したときに、駆動部が付勢位置(XP2)において増幅部を付勢することで、増幅部がヒンジ(XP0)を支点として変位するとともに、増幅部と可動部の接続位置(XP3)で増幅部が可動部を付勢し、
ヒンジから付勢位置までの距離よりも、ヒンジから接続位置までの距離の方が長くなっている、冷凍サイクル装置。
The invention according to
It is a refrigeration cycle device
A compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant,
A radiator (12) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor,
On the downstream side of the refrigerant flow of the radiator, a plurality of decompression units (14, 16, 18) connected in parallel with each other,
A plurality of evaporators (15, 17, 19), which are connected to the downstream side of the refrigerant flow of each of the plurality of decompression units and evaporate the refrigerant decompressed by the decompression unit, are provided.
At least one of the plurality of decompression units is a variable decompression unit (14, 16, 18) including a valve component (X1) for adjusting the throttle opening degree.
Valve parts
The bases (X11, X12, X13) where a fluid chamber (X19) through which at least a part of the refrigerant that has passed through the radiator flows flows, and
Drive units (X123, X124, X125) that displace when their temperature changes,
Amplifying units (X126, X127) that amplify the displacement due to changes in the temperature of the driving unit,
It has a movable part (X128) that adjusts the pressure of the refrigerant in the fluid chamber by transmitting and moving the displacement amplified by the amplification part.
When the drive unit is displaced due to a change in temperature, the drive unit biases the amplification unit at the urging position (XP2), so that the amplification unit is displaced with the hinge (XP0) as a fulcrum, and the amplification unit and the movable unit are displaced. At the connection position (XP3), the amplification part urges the movable part,
A refrigeration cycle device in which the distance from the hinge to the connection position is longer than the distance from the hinge to the urging position.
これによると、複数の減圧部のうち少なくとも1つの減圧部が絞り開度を変更可能な構成になっているので、複数の蒸発器に対して所望の割合で冷凍機油を含む冷媒を分配し易くなる。加えて、弁部品の増幅部は、梃子として機能する。このため、駆動部の温度変化に応じた変位量が、梃子によって増幅されて可動部伝わる。このように、梃子を利用して熱的な膨張による変位量が増幅される弁部品は、そのような梃子を利用しない電磁弁や電動弁に比べて小型に構成することが可能となる。 According to this, since at least one of the plurality of decompression portions has a configuration in which the throttle opening can be changed, it is easy to distribute the refrigerant containing refrigerating machine oil to the plurality of evaporators at a desired ratio. Become. In addition, the amplification section of the valve component functions as a lever. Therefore, the amount of displacement corresponding to the temperature change of the driving unit is amplified by the lever and transmitted to the moving unit. In this way, the valve component whose displacement amount due to thermal expansion is amplified by using a lever can be configured to be smaller than that of a solenoid valve or an electric valve that does not use such a lever.
したがって、本開示の冷凍サイクル装置によれば、搭載性の悪化を抑制しつつ、並列に接続される複数の蒸発器に対して所望の割合で冷媒を分配することが可能となる。 Therefore, according to the refrigeration cycle apparatus of the present disclosure, it is possible to distribute the refrigerant at a desired ratio to a plurality of evaporators connected in parallel while suppressing deterioration of mountability.
請求項4に記載の発明は、
冷凍サイクル装置であって、
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
放熱器の冷媒流れ下流側において、互いに並列となるように接続される複数の減圧部(14、16、18)と、
複数の減圧部それぞれの冷媒流れ下流側に接続され、減圧部で減圧された冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(15、17、19)と、を備え、
複数の減圧部の少なくとも1つは、絞り開度を調整可能な可変減圧部(14、16、18)であり、
可変減圧部は、
放熱器を通過した冷媒が流入する入口流路(281)、入口流路に連通する弁室(283)、弁室に流入した冷媒を減圧膨張させる絞り流路(284)、絞り流路を通過した冷媒を蒸発器に向けて流出させる出口流路(282)が形成されたブロック体(28)と、
弁室に収容され、絞り流路における絞り開度を調整する主弁体(285)と、
主弁体を駆動する駆動部材(X0)と、を含んでおり、
ブロック体には、主弁体を開弁側または閉弁側に押圧するための冷媒が導入される開度調整室(286)が形成されており、
駆動部材は、開度調整室の圧力を調整するための弁部品(Y1)を含んでおり、
弁部品は、
開度調整室に導入する冷媒が流通する流体室(Y19)が形成される基部(Y11、Y12、Y13)と、
自らの温度が変化すると変位する駆動部(Y123、Y124、Y125)と、
駆動部の温度の変化による変位を増幅する増幅部(Y126、Y127)と、
増幅部によって増幅された変位が伝達されて動くことで、流体室を流れる冷媒の圧力を調整する可動部(Y128)と、を有し、
駆動部が温度の変化によって変位したときに、駆動部が付勢位置(YP2)において増幅部を付勢することで、増幅部がヒンジ(YP0)を支点として変位するとともに、増幅部と可動部の接続位置(YP3)で増幅部が可動部を付勢し、
ヒンジから付勢位置までの距離よりも、ヒンジから接続位置までの距離の方が長くなっている、冷凍サイクル装置。
The invention according to claim 4
It is a refrigeration cycle device
A compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant,
A radiator (12) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor,
On the downstream side of the refrigerant flow of the radiator, a plurality of decompression units (14, 16, 18) connected in parallel with each other,
A plurality of evaporators (15, 17, 19), which are connected to the downstream side of the refrigerant flow of each of the plurality of decompression units and evaporate the refrigerant decompressed by the decompression unit, are provided.
At least one of the plurality of decompression units is a variable decompression unit (14, 16, 18) whose throttle opening degree can be adjusted.
The variable decompression unit
Passes through the inlet flow path (281) into which the refrigerant that has passed through the radiator flows, the valve chamber (283) that communicates with the inlet flow path, the throttle flow path (284) that reduces and expands the refrigerant that has flowed into the valve chamber, and the throttle flow path. A block body (28) having an outlet flow path (282) for discharging the generated refrigerant toward the evaporator.
A main valve body (285) housed in the valve chamber and adjusting the throttle opening in the throttle flow path,
Includes a drive member (X0) that drives the main valve body,
The block body is formed with an opening degree adjusting chamber (286) into which a refrigerant for pressing the main valve body to the valve opening side or the valve closing side is introduced.
The drive member includes a valve component (Y1) for adjusting the pressure in the opening adjustment chamber.
Valve parts
The bases (Y11, Y12, Y13) on which the fluid chamber (Y19) through which the refrigerant introduced into the opening adjustment chamber flows flows, and
Drive units (Y123, Y124, Y125) that displace when their temperature changes,
Amplifying units (Y126, Y127) that amplify the displacement due to changes in the temperature of the driving unit,
It has a movable part (Y128) that adjusts the pressure of the refrigerant flowing through the fluid chamber by transmitting and moving the displacement amplified by the amplification part.
When the drive unit is displaced due to a change in temperature, the drive unit biases the amplification unit at the urging position (YP2), so that the amplification unit is displaced with the hinge (YP0) as a fulcrum, and the amplification unit and the movable unit are displaced. At the connection position (YP3) of, the amplification part urges the movable part,
A refrigeration cycle device in which the distance from the hinge to the connection position is longer than the distance from the hinge to the urging position.
これによると、弁部品による開度調整室の圧力調整によって、主弁体を開弁側または閉弁側に変位させることで、可変減圧部の絞り開度を変更することができるので、複数の蒸発器に対して所望の割合で冷凍機油を含む冷媒を分配し易くなる。加えて、弁部品の増幅部は、梃子として機能する。このため、駆動部の温度変化に応じた変位量が、梃子によって増幅されて可動部伝わる。このように、梃子を利用して熱的な膨張による変位量が増幅される弁部品は、そのような梃子を利用しない電磁弁や電動弁に比べて小型に構成することが可能となる。 According to this, by adjusting the pressure in the opening adjustment chamber by the valve parts, the main valve body can be displaced to the valve opening side or the valve closing side, so that the throttle opening of the variable decompression unit can be changed. It becomes easy to distribute the refrigerant containing the refrigerating machine oil to the evaporator at a desired ratio. In addition, the amplification section of the valve component functions as a lever. Therefore, the amount of displacement corresponding to the temperature change of the driving unit is amplified by the lever and transmitted to the moving unit. In this way, the valve component whose displacement amount due to thermal expansion is amplified by using a lever can be configured to be smaller than that of a solenoid valve or an electric valve that does not use such a lever.
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。 The reference reference numerals in parentheses attached to each component or the like indicate an example of the correspondence between the component or the like and the specific component or the like described in the embodiment described later.
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態において、先行する実施形態で説明した事項と同一もしくは均等である部分には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、実施形態において、構成要素の一部だけを説明している場合、構成要素の他の部分に関しては、先行する実施形態において説明した構成要素を適用することができる。以下の実施形態は、特に組み合わせに支障が生じない範囲であれば、特に明示していない場合であっても、各実施形態同士を部分的に組み合わせることができる。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same reference numerals may be assigned to parts that are the same as or equivalent to those described in the preceding embodiments, and the description thereof may be omitted. Further, when only a part of the component is described in the embodiment, the component described in the preceding embodiment can be applied to the other part of the component. The following embodiments can be partially combined with each other as long as the combination does not cause any trouble, even if not explicitly stated.
(第1実施形態)
本実施形態について、図1〜図11を参照して説明する。本実施形態では、本開示の冷凍サイクル装置10を車両走行用の駆動力を電動モータから得る電気自動車に適用した例について説明する。
(First Embodiment)
This embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 11. In the present embodiment, an example in which the
電気自動車には、走行用の電動モータへ供給される電力を蓄えるバッテリBTが搭載されている。バッテリBTは、充放電可能な二次電池として構成されている。具体的には、バッテリBTは、電気的に直列に接続される複数の電池モジュールM1、M2で構成されている。本実施形態のバッテリBTは、第1電池モジュールM1および第2電池モジュールM2によって構成されている。なお、各電池モジュールM1、M2は、複数のセルCを電気的に直列に接続した直列接続体で構成されている。 The electric vehicle is equipped with a battery BT that stores electric power supplied to an electric motor for traveling. The battery BT is configured as a rechargeable secondary battery. Specifically, the battery BT is composed of a plurality of battery modules M1 and M2 electrically connected in series. The battery BT of the present embodiment is composed of a first battery module M1 and a second battery module M2. Each battery module M1 and M2 is composed of a series connector in which a plurality of cells C are electrically connected in series.
バッテリBTは、走行用の電動モータへの電力供給時に発熱する。バッテリBTの温度が過度に上昇すると、バッテリBTが劣化したり、出力が制限されたりする。このため、バッテリBTは、その温度が所定の基準温度(例えば、50℃)以下に維持されるように適宜冷却する必要がある。 The battery BT generates heat when supplying electric power to an electric motor for traveling. If the temperature of the battery BT rises excessively, the battery BT deteriorates or the output is limited. Therefore, the battery BT needs to be appropriately cooled so that its temperature is maintained below a predetermined reference temperature (for example, 50 ° C.).
このような背景を加味して、本実施形態では、車室内に供給する空気およびバッテリBTを冷凍サイクル装置10の冷却対象としている。すなわち、冷凍サイクル装置10は、車室内に供給する空気およびバッテリBTそれぞれを所望の温度に調整するように構成されている。
In consideration of such a background, in the present embodiment, the air supplied to the vehicle interior and the battery BT are targeted for cooling of the
図1に示すように、冷凍サイクル装置10は、圧縮機11、放熱器12、冷房用減圧部14、冷房用蒸発器15、第1電池用減圧部16、第1電池用蒸発器17、第2電池用減圧部18、第2電池用蒸発器19、および圧力調整弁20を備えている。これらの各構成機器同士は、冷媒配管によって接続されている。また、冷凍サイクル装置10は、各構成機器の動作を制御する制御装置100を備えている。
As shown in FIG. 1, the
冷凍サイクル装置10は、冷媒として、HFC系冷媒(具体的には、R134a)が採用されている。冷媒には圧縮機11を潤滑するための冷凍機油が混入されており、冷凍機油の一部は冷媒とともにサイクルを循環している。なお、冷媒としては、HFO系冷媒(例えば、R1234yf)や自然冷媒(例えば、R744)等が採用されていてもよい。
The
圧縮機11は、冷凍サイクル装置10において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機11は、吐出容量が固定された固定容量型の圧縮機構を電動モータにて駆動する電動圧縮機で構成されている。圧縮機11は、車両のボンネットの内側に配置される。なお、圧縮機11を構成する電動モータは、制御装置100から出力される制御信号によって、その作動(例えば、回転数)が制御される。
The
圧縮機11の冷媒吐出側には、放熱器12の冷媒入口側が接続されている。放熱器12は、圧縮機11から吐出された冷媒を放熱させる熱交換器である。具体的には、放熱器12は、冷媒が流通する冷媒流路部121とヒータ回路HCの熱媒体が流通する熱媒体流路部122を備え、冷媒とヒータ回路HCを流れる熱媒体とを熱交換させて、熱媒体を加熱する加熱用熱交換器を構成している。なお、ヒータ回路HCは、圧縮機11から吐出された冷媒を車室内へ送風する送風空気の加熱、バッテリBTの暖機等を行うための熱源として利用するための回路である。図示しないが、ヒータ回路HCには、熱媒体を車室内への送風空気に放熱させるためのヒータコア、熱媒体をバッテリBTに放熱させるための放熱器等が設けられている。
The refrigerant inlet side of the
放熱器12の冷媒出口側には、冷房用減圧部14が接続されている。冷房用減圧部14は、車室内の空調時に、放熱器12を通過した冷媒を減圧する減圧部である。冷房用減圧部14は、後述の第1電池用減圧部16と同様に構成されている。このため、冷房用減圧部14に関する説明を省略する。
A cooling
冷房用減圧部14の冷媒出口側には、冷房用蒸発器15の冷媒入口部150が接続されている。冷房用蒸発器15は、冷房用減圧部14で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器である。冷房用蒸発器15は、図示しない空調ケースの内側に配置され、冷媒と室内ファン151から送風される空気とを熱交換させて冷媒を蒸発させる。換言すると、冷房用蒸発器15は、室内ファン151からの送風空気を冷媒と熱交換させて冷却する空気冷却器である。なお、室内ファン151は、冷房用蒸発器15で冷却された空気を車室内へ送風する送風機である。
The
ここで、冷凍サイクル装置10には、放熱器12の冷媒出口側において、冷房用減圧部14と並列となるように第1電池用減圧部16および第2電池用減圧部18が接続されている。具体的には、放熱器12と冷房用減圧部14との間に第1分岐部21が設けられている。第1分岐部21は、放熱器12から冷房用減圧部14に向かって流れる冷媒の一部を第1電池用減圧部16および第2電池用減圧部18に向けて流すためのものである。
Here, the refrigerating
さらに、第1分岐部21の冷媒流れ下流側には、第1分岐部21で分岐した冷媒を第1電池用減圧部16および第2電池用減圧部18に分配するための第2分岐部22が設けられている。第2分岐部22には、一方の冷媒出口側に第1電池用減圧部16が接続され、他方の冷媒出口側に第2電池用減圧部18が接続されている。
Further, on the downstream side of the refrigerant flow of the
第1電池用減圧部16は、バッテリBTの冷却時に、各分岐部21、22を介して流入する冷媒を減圧する減圧部である。第1電池用減圧部16は、絞り開度を変更可能な可変絞りとして構成されている。なお、第1電池用減圧部16の詳細については後述する。
The
第1電池用減圧部16の冷媒出口側には、第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170が接続されている。第1電池用蒸発器17は、第1電池用減圧部16で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器である。第1電池用蒸発器17は、バッテリBTの第1電池モジュールM1から吸熱して冷媒を蒸発させる吸熱器である。換言すると、第1電池用蒸発器17は、第1電池モジュールM1を冷媒と熱交換させて冷却する電池冷却器である。
A
また、第2電池用減圧部18は、バッテリBTの冷却時に、各分岐部21、22を介して流入する冷媒を減圧する減圧部である。第2電池用減圧部18は、第1電池用減圧部16と同様に構成されているため、第2電池用減圧部18に関する説明を省略する。
The second
第2電池用減圧部18の冷媒出口側には、第2電池用蒸発器19の冷媒入口部190が接続されている。第2電池用蒸発器19は、第2電池用減圧部18で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器である。第2電池用蒸発器19は、バッテリBTの第2電池モジュールM2から吸熱して冷媒を蒸発させる吸熱器である。換言すると、第2電池用蒸発器19は、第2電池モジュールM2を冷媒と熱交換させて冷却する電池冷却器である。
The
第1電池用蒸発器17および第2電池用蒸発器19それぞれの冷媒流れ下流側には、第1電池用蒸発器17を通過した冷媒と第2電池用蒸発器19を通過した冷媒とを合流させる第1合流部23が設けられている。また、第1合流部23の冷媒流れ下流側には、第1合流部23で合流した冷媒と冷房用蒸発器15を通過した冷媒とを合流させる第2合流部24が設けられている。なお、第2合流部24の冷媒流れ下流側は、圧縮機11の冷媒吸入側に接続される。
The refrigerant that has passed through the
ここで、第1合流部23と第2合流部24との間には、圧力調整弁20が配置されている。圧力調整弁20は、第1電池用蒸発器17および第2電池用蒸発器19を通過する冷媒の圧力を所定の設定圧力値以上に維持するものである。圧力調整弁20は、例えば、ベローズ式の蒸発圧力調整弁で構成される。
Here, a
冷凍サイクル装置10は、圧力調整弁20が設けられていることで、例えば、バッテリBTの冷却と車室内の冷房を同時に行う際、各電池用蒸発器17、19を通過する冷媒の圧力を維持しつつ、冷房用蒸発器15を通過する冷媒の圧力を低下させることができる。
Since the refrigerating
次に、冷凍サイクル装置10の電子制御部を構成する制御装置100について図2を参照して説明する。図2に示すように、制御装置100は、プロセッサ、ROMおよびRAM等のメモリを含むマイクロコンピュータとその周辺回路で構成されている。なお、制御装置100のメモリは、非遷移的実体的記憶媒体で構成される。
Next, the
制御装置100の入力側には、空調用センサ101およびバッテリ用センサ102が接続されている。空調用センサ101は、冷房処理の制御に用いられる複数種類のセンサによって構成されている。空調用センサ101は、例えば、サイクルの低圧側における冷媒温度を検出する温度センサ(蒸発器温度センサ等)、サイクルの高圧側の冷媒圧力を検出する高圧センサ、高圧冷媒の温度を検出する温度センサを含んでいる。バッテリ用センサ102は、バッテリBTの冷却処理の制御に用いられる複数種類のセンサによって構成されている。バッテリ用センサ102は、例えば、各電池モジュールM1、M2の電池温度を検出する温度センサを含んでいる。
An
制御装置100は、空調用センサ101およびバッテリ用センサ102から取得した各種情報、およびメモリに記憶された制御プログラムに基づいて各種演算処理を行い、出力側に接続された各構成機器の作動を制御する。
The
具体的には、制御装置100の出力側には、圧縮機11、冷房用減圧部14、室内ファン151、第1電池用減圧部16、第2電池用減圧部18が接続されている。制御装置100は、圧縮機11による冷媒吐出性能(例えば、冷媒圧力)、各減圧部14、16、18の絞り開度、室内ファン151の送風性能を状況に応じて調整することができる。すなわち、冷凍サイクル装置10は、制御装置100が、圧縮機11、各減圧部14、16、18、室内ファン151それぞれの動作を制御することで、車室内に供給する空気およびバッテリBTそれぞれを所望の温度に調整することができる。
Specifically, the
特に、冷凍サイクル装置10は、第1電池用蒸発器17および第2電池用蒸発器19の冷媒流れ下流側に圧力調整弁20が設けられている。これによると、例えば、バッテリBTの冷却と車室内の冷房を同時に行う際に、各電池用蒸発器17、19を通過する冷媒の圧力を維持しつつ、冷房用蒸発器15を通過する冷媒の圧力を低下させることができる。
In particular, the
また、冷凍サイクル装置10は、冷房用蒸発器15、第1電池用蒸発器17、第2電池用蒸発器19それぞれに対応して、冷房用減圧部14、第1電池用減圧部16、第2電池用減圧部18が設けられている。これによれば、従来技術のように減圧部を通過した後のガス冷媒と液冷媒を含む気液二相冷媒を複数の蒸発器に対して分配する構成に比べて、各蒸発器15、17、19に対してガス冷媒と液冷媒を含む気液二相冷媒を適切に分配することができる。この結果、バッテリBTにおける温度分布に起因する電池性能の低下を抑制することができる。また、上記の構成になっていることで、冷媒に含まれる冷凍機油についても、各蒸発器15、17、19に対して分配されるので、一部の蒸発器に冷凍機油が偏って圧縮機11の潤滑不良が生じることを抑制できる。
Further, the
ここで、冷房用減圧部14、第1電池用減圧部16、第2電池用減圧部18は、ソレノイドアクチュエータで弁体を駆動する電磁弁、ステッピングモータ等の電動モータで弁体を駆動する電動弁を含む構成とすることが考えられる。
Here, the
しかしながら、この場合、大型なアクチュエータを用いる必要があり、冷凍サイクル装置10が大型になってしまう。特に、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、各蒸発器15、17、19それぞれに対応して、各減圧部14、16、18が設けられているので、冷凍サイクル装置10の大型化が顕著となる。
However, in this case, it is necessary to use a large actuator, and the
これらを加味して、本開示の冷凍サイクル装置10では、各減圧部14、16、18を、マイクロバルブX1を含むバルブモジュールX0によって構成している。マイクロバルブX1は、各減圧部14、16、18の絞り開度を可変させるための弁部品である。本実施形態では、各減圧部14、16、18それぞれが可変減圧部に該当し、各蒸発器15、17、19それぞれが可変蒸発器に該当する。また、マイクロバルブX1は、各減圧部14、16、18の絞り開度を可変させるための弁部品である。
In consideration of these factors, in the
上述したように、各減圧部14、16、18は、その基本構成が同様である。このため、本実施形態では、第1電池用減圧部16の構成等について説明し、冷房用減圧部14、第2電池用減圧部18に関する説明を省略する。
As described above, the
バルブモジュールX0は、図3および図4に示すように、第2分岐部22と第1電池用蒸発器17とを接続する冷媒配管26に設けられたブロック体27に対して一体的に構成されている。ブロック体27は、マイクロバルブX1の取付対象となる被取付対象物を構成している。
As shown in FIGS. 3 and 4, the valve module X0 is integrally configured with the
ブロック体27は、第1電池用減圧部16の一部を構成する。ブロック体27は、冷媒配管26のうち放熱器12の冷媒出口部に接続される上流側部位261と第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170に接続される下流側部位262と接続する金属製(例えば、アルミニウム)の継手である。
The
ブロック体27の一側面には、上流側部位261が嵌め合わされる有底の上流側嵌合孔271が形成されている。また、ブロック体27には、上流側嵌合孔271が形成された一側面の反対側に、下流側部位262が嵌め合わされる有底の下流側嵌合孔272が形成されている。上流側嵌合孔271および下流側嵌合孔272は、オリフィス273によって連通している。オリフィス273は、各嵌合孔271、272それぞれの底部同士を貫通する貫通孔で構成されている。オリフィス273は、冷媒が流通する際に減圧作用を発揮する固定絞りとして機能するように微細孔で構成されている。
A bottomed upstream
また、ブロック体27の上面には、後述するバルブモジュールX0の第1突出部X21および第2突出部X22が嵌め合わされる第1凹部274および第2凹部275が形成されている。第1凹部274の底部には、第1凹部274と上流側嵌合孔271とを連通させる貫通孔274aが形成されている。また、第2凹部275の底部には、第2凹部275と下流側嵌合孔272とを連通させる貫通孔275aが形成されている。
Further, on the upper surface of the
[バルブモジュールX0の構成]
以下、バルブモジュールX0の構成について説明する。図4に示すように、バルブモジュールX0は、マイクロバルブX1、バルブケーシングX2、封止部材X3、2つのOリングX4、X5、2本の電気配線X6、X7を有している。
[Configuration of valve module X0]
Hereinafter, the configuration of the valve module X0 will be described. As shown in FIG. 4, the valve module X0 has a microvalve X1, a valve casing X2, a sealing member X3, two O-rings X4, X5, and two electrical wires X6, X7.
マイクロバルブX1は、板形状の弁部品であり、主として半導体チップによって構成されている。マイクロバルブX1は、半導体チップ以外の部品を有していてもいなくてもよい。したがって、マイクロバルブX1を小型に構成できる。マイクロバルブX1の厚さ方向の長さは例えば2mmであり、厚さ方向に直交する長手方向の長さは例えば10mmであり、長手方向にも厚さ方向にも直交する短手方向の長さは例えば5mmであるが、これに限定されない。マイクロバルブX1への通電、非通電が切り替わることで、開閉が切り替わる。具体的には、マイクロバルブX1は、通電時に開弁し、非通電時に閉弁する常閉弁である。 The micro valve X1 is a plate-shaped valve component, and is mainly composed of a semiconductor chip. The microvalve X1 may or may not have parts other than the semiconductor chip. Therefore, the micro valve X1 can be made compact. The length of the microvalve X1 in the thickness direction is, for example, 2 mm, the length in the longitudinal direction orthogonal to the thickness direction is, for example, 10 mm, and the length in the lateral direction orthogonal to both the longitudinal direction and the thickness direction. Is, for example, 5 mm, but is not limited thereto. By switching between energization and non-energization of the micro valve X1, opening and closing is switched. Specifically, the micro valve X1 is a normally closed valve that opens when energized and closes when not energized.
電気配線X6、X7は、マイクロバルブX1の表裏にある2つの板面のうち、バルブケーシングX2とは反対側の面から伸びて、封止部材X3、バルブケーシングX2内を通過して、バルブモジュールX0の外部にある電源に接続される。これにより、電気配線X6、X7を通して、電源からマイクロバルブX1に電力が供給される。 The electrical wirings X6 and X7 extend from the surface of the two plates on the front and back of the microvalve X1 opposite to the valve casing X2, pass through the sealing member X3 and the valve casing X2, and pass through the valve module. It is connected to a power supply outside X0. As a result, electric power is supplied from the power source to the micro valve X1 through the electric wires X6 and X7.
バルブケーシングX2は、マイクロバルブX1を収容する樹脂製のケーシングである。バルブケーシングX2は、ポリフェニレンサルファイドを主成分として樹脂成形によって形成されている。バルブケーシングX2は、線膨張係数が、マイクロバルブX1の線膨張係数とブロック体27の線膨張係数の間の値となるように構成されている。なお、バルブケーシングX2は、マイクロバルブX1をブロック体27に対して取り付けるための部品取付部を構成している。
The valve casing X2 is a resin casing that houses the microvalve X1. The valve casing X2 is formed by resin molding containing polyphenylene sulfide as a main component. The valve casing X2 is configured such that the coefficient of linear expansion is a value between the coefficient of linear expansion of the microvalve X1 and the coefficient of linear expansion of the
バルブケーシングX2は、一方側に底壁を有し、他方側が開放された凹形状の箱体である。バルブケーシングX2の底壁は、マイクロバルブX1とブロック体27とが直接接しないように、ブロック体27とマイクロバルブX1の間に介在する。そして、この底壁の一方側の面がブロック体27に接触して固定され、他方側の面がマイクロバルブX1の2つの板面のうち一方に接触して固定される。このようになっていることで、マイクロバルブX1とブロック体27の線膨張係数の違いをバルブケーシングX2が吸収できる。これは、バルブケーシングX2の線膨張係数が、マイクロバルブX1の線膨張係数とブロック体27の線膨張係数の間の値となっているからである。
The valve casing X2 is a concave box body having a bottom wall on one side and an open side on the other side. The bottom wall of the valve casing X2 is interposed between the
また、バルブケーシングX2の底壁は、マイクロバルブX1に対向する板形状のベース部X20と、マイクロバルブX1から離れる方向に当該ベース部X20から突出する柱形状の第1突出部X21、第2突出部X22を有する。 Further, the bottom wall of the valve casing X2 has a plate-shaped base portion X20 facing the micro valve X1 and a pillar-shaped first protruding portion X21 and a second protruding portion X21 protruding from the base portion X20 in a direction away from the micro valve X1. It has a part X22.
第1突出部X21、第2突出部X22は、ブロック体27に形成された第1凹部274および第2凹部275に嵌め込まれている。第1突出部X21には、マイクロバルブX1側端から第1凹部274の底部側端まで貫通する第1連通孔XV1が形成されている。第2突出部X22には、マイクロバルブX1側端から第2凹部275の底部側端まで貫通する第2連通孔XV2が形成されている。
The first protruding portion X21 and the second protruding portion X22 are fitted into the
封止部材X3は、バルブケーシングX2の開放された上記他方側を封止するエポキシ樹脂製の部材である。封止部材X3は、マイクロバルブX1の表裏にある2つの板面のうち、バルブケーシングX2の底壁側とは反対側の板面を、覆う。また、封止部材X3は、電気配線X6、X7を覆うことで、電気配線X6、X7の防水および絶縁を実現する。封止部材X3は樹脂ポッティング等によって形成される。 The sealing member X3 is a member made of epoxy resin that seals the other open side of the valve casing X2. The sealing member X3 covers the plate surface of the two plate surfaces on the front and back surfaces of the micro valve X1 on the side opposite to the bottom wall side of the valve casing X2. Further, the sealing member X3 covers the electric wirings X6 and X7 to realize waterproofing and insulation of the electric wirings X6 and X7. The sealing member X3 is formed by resin potting or the like.
OリングX4は、第1突出部X21の外周に取り付けられ、ブロック体27と第1突出部X21の間を封止することで、第1電池用減圧部16の外部への冷媒の漏出を抑制する。OリングX5は、第2突出部X22の外周に取り付けられ、ブロック体27と第2突出部X22の間を封止することで、第1電池用減圧部16の外部への冷媒の漏出を抑制する。
The O-ring X4 is attached to the outer periphery of the first protruding portion X21 and seals between the
[マイクロバルブX1の構成]
ここで、マイクロバルブX1の構成について更に説明する。マイクロバルブX1は、図5、図6に示すように、いずれも半導体である第1外層X11、中間層X12、第2外層X13を備えたMEMSである。MEMSは、Micro Electro Mechanical Systemsの略称である。第1外層X11、中間層X12、第2外層X13は、それぞれが同じ外形を有する長方形の板形状の部材であり、第1外層X11、中間層X12、第2外層X13の順に積層されている。第1外層X11、中間層X12、第2外層X13のうち、第2外層X13が、バルブケーシングX2の底壁に最も近い側に配置される。後述する第1外層X11、中間層X12、第2外層X13の構造は、化学的エッチング等の半導体製造プロセスによって形成される。
[Configuration of micro valve X1]
Here, the configuration of the micro valve X1 will be further described. As shown in FIGS. 5 and 6, the microvalve X1 is a MEMS having a first outer layer X11, an intermediate layer X12, and a second outer layer X13, all of which are semiconductors. MEMS is an abbreviation for Micro Electro Mechanical Systems. The first outer layer X11, the intermediate layer X12, and the second outer layer X13 are rectangular plate-shaped members having the same outer shape, and are laminated in the order of the first outer layer X11, the intermediate layer X12, and the second outer layer X13. Of the first outer layer X11, the intermediate layer X12, and the second outer layer X13, the second outer layer X13 is arranged on the side closest to the bottom wall of the valve casing X2. The structures of the first outer layer X11, the intermediate layer X12, and the second outer layer X13, which will be described later, are formed by a semiconductor manufacturing process such as chemical etching.
第1外層X11は、表面に非導電性の酸化膜のある導電性の半導体部材である。第1外層X11には、図5に示すように、表裏に貫通する2つの貫通孔X14、X15が形成されている。この貫通孔X14、X15に、それぞれ、電気配線X6、X7のマイクロバルブX1側端が挿入される。 The first outer layer X11 is a conductive semiconductor member having a non-conductive oxide film on its surface. As shown in FIG. 5, the first outer layer X11 is formed with two through holes X14 and X15 penetrating the front and back surfaces. The microvalve X1 side ends of the electrical wirings X6 and X7 are inserted into the through holes X14 and X15, respectively.
第2外層X13は、表面に非導電性の酸化膜のある導電性の半導体部材である。第2外層X13には、図5、図7、図8に示すように、表裏に貫通する第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17が形成されている。図7に示すように、第1冷媒孔X16はバルブケーシングX2の第1連通孔XV1に連通し、第2冷媒孔X17はバルブケーシングX2の第2連通孔XV2に連通する。第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17の各々の水力直径は、例えば0.1mm以上かつ3mm以下であるが、これに限定されない。第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17は、それぞれ、第1流体孔、第2流体孔に対応する。 The second outer layer X13 is a conductive semiconductor member having a non-conductive oxide film on its surface. As shown in FIGS. 5, 7, and 8, the second outer layer X13 is formed with a first refrigerant hole X16 and a second refrigerant hole X17 penetrating the front and back surfaces. As shown in FIG. 7, the first refrigerant hole X16 communicates with the first communication hole XV1 of the valve casing X2, and the second refrigerant hole X17 communicates with the second communication hole XV2 of the valve casing X2. The hydraulic diameters of the first refrigerant holes X16 and the second refrigerant holes X17 are, for example, 0.1 mm or more and 3 mm or less, but are not limited thereto. The first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 correspond to the first fluid hole and the second fluid hole, respectively.
中間層X12は、導電性の半導体部材であり、第1外層X11と第2外層X13に挟まれている。中間層X12は、第1外層X11の酸化膜と第2外層X13の酸化膜に接触するので、第1外層X11と第2外層X13とも電気的に非導通である。中間層X12は、図7に示すように、第1固定部X121、第2固定部X122、複数本の第1リブX123、複数本の第2リブX124、スパインX125、アームX126、梁X127、可動部X128を有している。 The intermediate layer X12 is a conductive semiconductor member, and is sandwiched between the first outer layer X11 and the second outer layer X13. Since the intermediate layer X12 comes into contact with the oxide film of the first outer layer X11 and the oxide film of the second outer layer X13, both the first outer layer X11 and the second outer layer X13 are electrically non-conducting. As shown in FIG. 7, the intermediate layer X12 has a first fixed portion X121, a second fixed portion X122, a plurality of first ribs X123, a plurality of second ribs X124, a spine X125, an arm X126, a beam X127, and a movable layer. It has a part X128.
第1固定部X121は、第1外層X11、第2外層X13に対して固定された部材である。第1固定部X121は、第2固定部X122、第1リブX123、第2リブX124、スパインX125、アームX126、梁X127、可動部X128を同じ1つの流体室X19内に囲むように形成されている。流体室X19は、第1固定部X121、第1外層X11、第2外層X13によって囲まれた室である。流体室X19は、放熱器12を通過した冷媒の少なくとも一部が流通する。第1固定部X121、第1外層X11、第2外層X13は、全体として基部に対応する。なお、電気配線X6、X7は複数の第1リブX123および複数の第2リブX124の温度を変化させて変位させるための電気配線である。
The first fixing portion X121 is a member fixed to the first outer layer X11 and the second outer layer X13. The first fixed portion X121 is formed so as to surround the second fixed portion X122, the first rib X123, the second rib X124, the spine X125, the arm X126, the beam X127, and the movable portion X128 in the same fluid chamber X19. There is. The fluid chamber X19 is a chamber surrounded by a first fixing portion X121, a first outer layer X11, and a second outer layer X13. At least a part of the refrigerant that has passed through the
第1固定部X121の第1外層X11および第2外層X13に対する固定は、冷媒がこの流体室X19から第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17以外を通ってマイクロバルブX1から漏出することを抑制するような形態で、行われている。 Fixing the first fixing portion X121 to the first outer layer X11 and the second outer layer X13 suppresses the refrigerant from leaking from the fluid chamber X19 through the other than the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17. It is done in the form of
第2固定部X122は、第1外層X11、第2外層X13に対して固定される。第2固定部X122は、第1固定部X121に取り囲まれると共に、第1固定部X121から離れて配置される。 The second fixing portion X122 is fixed to the first outer layer X11 and the second outer layer X13. The second fixed portion X122 is surrounded by the first fixed portion X121 and is arranged away from the first fixed portion X121.
複数本の第1リブX123、複数本の第2リブX124、スパインX125、アームX126、梁X127、可動部X128は、第1外層X11、第2外層X13に対して固定されておらず、第1外層X11、第2外層X13に対して変位可能である。 The plurality of first ribs X123, the plurality of second ribs X124, the spine X125, the arm X126, the beam X127, and the movable portion X128 are not fixed to the first outer layer X11 and the second outer layer X13, and are the first. It is displaceable with respect to the outer layer X11 and the second outer layer X13.
スパインX125は、中間層X12の矩形形状の短手方向に伸びる細長い棒形状を有している。スパインX125の長手方向の一端は、梁X127に接続されている。 The spine X125 has an elongated rod shape extending in the lateral direction in the rectangular shape of the intermediate layer X12. One end of the spine X125 in the longitudinal direction is connected to the beam X127.
複数本の第1リブX123は、スパインX125の長手方向に直交する方向におけるスパインX125の一方側に配置される。そして、複数本の第1リブX123は、スパインX125の長手方向に並んでいる。各第1リブX123は、細長い棒形状を有しており、温度に応じて伸縮可能となっている。 The plurality of first ribs X123 are arranged on one side of the spine X125 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the spine X125. The plurality of first ribs X123 are arranged in the longitudinal direction of the spine X125. Each first rib X123 has an elongated rod shape and can be expanded and contracted according to temperature.
各第1リブX123は、その長手方向の一端で第1固定部X121に接続され、他端でスパインX125に接続される。そして、各第1リブX123は、第1固定部X121側からスパインX125側に近付くほど、スパインX125の長手方向の梁X127側に向けてオフセットされるよう、スパインX125に対して斜行している。そして、複数の第1リブX123は、互いに対して平行に伸びている。 Each first rib X123 is connected to the first fixing portion X121 at one end in the longitudinal direction thereof and to the spine X125 at the other end. Each of the first ribs X123 is skewed with respect to the spine X125 so that the closer the first rib X123 is from the first fixed portion X121 side to the spine X125 side, the more it is offset toward the beam X127 side in the longitudinal direction of the spine X125. .. The plurality of first ribs X123 extend parallel to each other.
複数本の第2リブX124は、スパインX125の長手方向に直交する方向におけるスパインX125の他方側に配置される。そして、複数本の第2リブX124は、スパインX125の長手方向に並んでいる。各第2リブX124は、細長い棒形状を有しており、温度に応じて伸縮可能となっている。 The plurality of second ribs X124 are arranged on the other side of the spine X125 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the spine X125. The plurality of second ribs X124 are arranged in the longitudinal direction of the spine X125. Each second rib X124 has an elongated rod shape and can be expanded and contracted according to temperature.
各第2リブX124は、その長手方向の一端で第2固定部X122に接続され、他端でスパインX125に接続される。そして、各第2リブX124は、第2固定部X122側からスパインX125側に近付くほど、スパインX125の長手方向の梁X127側に向けてオフセットされるよう、スパインX125に対して斜行している。そして、複数の第2リブX124は、互いに対して平行に伸びている。複数本の第1リブX123、複数本の第2リブX124、スパインX125は、全体として、駆動部に対応する。 Each second rib X124 is connected to the second fixing portion X122 at one end in the longitudinal direction thereof and to the spine X125 at the other end. Each of the second ribs X124 is skewed with respect to the spine X125 so as to approach the spine X125 side from the second fixed portion X122 side so that the second rib X124 is offset toward the beam X127 side in the longitudinal direction of the spine X125. .. The plurality of second ribs X124 extend in parallel with each other. The plurality of first ribs X123, the plurality of second ribs X124, and the spine X125 correspond to the drive unit as a whole.
アームX126は、スパインX125と非直交かつ平行に伸びる細長い棒形状を有している。アームX126の長手方向の一端は梁X127に接続されており、他端は第1固定部X121に接続されている。 The arm X126 has an elongated rod shape extending non-orthogonally and parallel to the spine X125. One end of the arm X126 in the longitudinal direction is connected to the beam X127, and the other end is connected to the first fixing portion X121.
梁X127は、スパインX125およびアームX126に対して約90°で交差する方向に伸びる細長い棒形状を有している。梁X127の一端は、可動部X128に接続されている。アームX126と梁X127は、全体として、増幅部に対応する。 The beam X127 has an elongated rod shape extending in a direction intersecting the spine X125 and the arm X126 at about 90 °. One end of the beam X127 is connected to the movable portion X128. The arm X126 and the beam X127 correspond to the amplification unit as a whole.
アームX126と梁X127の接続位置XP1、スパインX125と梁X127の接続位置XP2、梁X127と可動部X128の接続位置XP3は、梁X127の長手方向に沿って、この順に並んでいる。そして、第1固定部X121とアームX126との接続点をヒンジXP0とすると、中間層X12の板面に平行な面内におけるヒンジXP0から接続位置XP2までの直線距離よりも、ヒンジXP0から接続位置XP3までの直線距離の方が、長い。 The connection position XP1 of the arm X126 and the beam X127, the connection position XP2 of the spine X125 and the beam X127, and the connection position XP3 of the beam X127 and the movable portion X128 are arranged in this order along the longitudinal direction of the beam X127. Then, assuming that the connection point between the first fixed portion X121 and the arm X126 is the hinge XP0, the connection position from the hinge XP0 is more than the linear distance from the hinge XP0 to the connection position XP2 in the plane parallel to the plate surface of the intermediate layer X12. The straight line distance to XP3 is longer.
可動部X128は、流体室X19における冷媒の圧力を調整するものである。可動部X128は、その外形が、梁X127の長手方向に対して概ね90°の方向に伸びる矩形形状を有している。この可動部X128は、流体室X19内において梁X127と一体に動くことができる。そして、可動部X128は、そのように動くことで、ある位置にいるときには第1冷媒孔X16と第2冷媒孔X17とを流体室X19を介して連通させ、また別の位置にいるときには第1冷媒孔X16と第2冷媒孔X17とを流体室X19内において遮断する。可動部X128は、中間層X12の表裏に貫通する貫通孔X120を囲む枠形状となっている。したがって、貫通孔X120も、可動部X128と一体的に移動する。貫通孔X120は、流体室X19の一部である。 The movable portion X128 adjusts the pressure of the refrigerant in the fluid chamber X19. The movable portion X128 has a rectangular shape whose outer shape extends in a direction of approximately 90 ° with respect to the longitudinal direction of the beam X127. The movable portion X128 can move integrally with the beam X127 in the fluid chamber X19. Then, by moving in this way, the movable portion X128 communicates the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 via the fluid chamber X19 when it is in a certain position, and is the first when it is in another position. The refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 are shut off in the fluid chamber X19. The movable portion X128 has a frame shape surrounding a through hole X120 penetrating the front and back of the intermediate layer X12. Therefore, the through hole X120 also moves integrally with the movable portion X128. The through hole X120 is a part of the fluid chamber X19.
また、第1固定部X121のうち、複数の第1リブX123と接続する部分の近傍の第1印加点X129には、図5に示した第1外層X11の貫通孔X14を通った電気配線X6のマイクロバルブX1側端が接続される。また、第2固定部X122の第2印加点X130には、図5に示した第1外層X11の貫通孔X15を通った電気配線X7のマイクロバルブX1側端が接続される。 Further, at the first application point X129 in the vicinity of the portion of the first fixed portion X121 connected to the plurality of first ribs X123, the electrical wiring X6 passing through the through hole X14 of the first outer layer X11 shown in FIG. The microvalve X1 side end of is connected. Further, the microvalve X1 side end of the electric wiring X7 passing through the through hole X15 of the first outer layer X11 shown in FIG. 5 is connected to the second application point X130 of the second fixing portion X122.
[バルブモジュールX0の作動]
ここで、バルブモジュールX0の作動について説明する。マイクロバルブX1への通電時は、電気配線X6、X7から第1印加点X129、第2印加点X130の間に電圧が印加される。すると、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124を電流が流れる。この電流によって、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124が発熱してそれらの温度が上昇する。その結果、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124の各々が、その長手方向に膨張する。
[Operation of valve module X0]
Here, the operation of the valve module X0 will be described. When the micro valve X1 is energized, a voltage is applied between the electrical wirings X6 and X7 to the first application point X129 and the second application point X130. Then, a current flows through the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124. Due to this electric current, the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 generate heat and their temperatures rise. As a result, each of the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 expands in the longitudinal direction thereof.
このような、温度上昇を伴う熱的な膨張の結果、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124は、スパインX125を接続位置XP2側に付勢する。付勢されたスパインX125は、接続位置XP2において、梁X127を押す。このように、接続位置XP2は付勢位置に対応する。 As a result of such thermal expansion accompanied by a temperature rise, the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 urge the spine X125 toward the connection position XP2. The urged spine X125 pushes the beam X127 at the connection position XP2. In this way, the connection position XP2 corresponds to the urging position.
そして、梁X127とアームX126から成る部材は、ヒンジXP0を支点として、接続位置XP2を力点として、一体に姿勢を変える。その結果、梁X127のアームX126とは反対側の端部に接続された可動部X128も、その長手方向の、スパインX125が梁X127を押す側に、移動する。その移動の結果、可動部X128は、図9、図10に示すように、移動方向の先端が第1固定部X121に当接する位置に到達する。以下、可動部X128のこの位置を通電時位置という。 Then, the member composed of the beam X127 and the arm X126 integrally changes its posture with the hinge XP0 as a fulcrum and the connection position XP2 as a force point. As a result, the movable portion X128 connected to the end of the beam X127 opposite to the arm X126 also moves in the longitudinal direction to the side where the spine X125 pushes the beam X127. As a result of the movement, the movable portion X128 reaches a position where the tip in the moving direction abuts on the first fixed portion X121 as shown in FIGS. 9 and 10. Hereinafter, this position of the movable portion X128 is referred to as an energized position.
このように、梁X127およびアームX126は、ヒンジXP0を支点とし、接続位置XP2を力点とし、接続位置XP3を作用点とする梃子として機能する。上述の通り、中間層X12の板面に平行な面内におけるヒンジXP0から接続位置XP2までの直線距離よりも、ヒンジXP0から接続位置XP3までの直線距離の方が、長い。したがって、力点である接続位置XP2の移動量よりも、作用点である接続位置XP3の移動量の方が大きくなる。したがって、熱的な膨張による変位量が、梃子によって増幅されて可動部X128に伝わる。 As described above, the beam X127 and the arm X126 function as a lever having the hinge XP0 as a fulcrum, the connection position XP2 as a force point, and the connection position XP3 as an action point. As described above, the linear distance from the hinge XP0 to the connection position XP3 is longer than the linear distance from the hinge XP0 to the connection position XP2 in the plane parallel to the plate surface of the intermediate layer X12. Therefore, the amount of movement of the connection position XP3, which is the point of action, is larger than the amount of movement of the connection position XP2, which is the point of effort. Therefore, the amount of displacement due to thermal expansion is amplified by the lever and transmitted to the movable portion X128.
図9、図10に示すように、可動部X128が通電時位置にある場合、貫通孔X120が中間層X12の板面に直交する方向に第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17と重なる。その場合、第1冷媒孔X16と第2冷媒孔X17とが流体室X19の一部である貫通孔X120を介して連通する。この結果、第1連通孔XV1と第2連通孔XV2との間で、第1冷媒孔X16、貫通孔X120、第2冷媒孔X17を介した、冷媒の流通が可能となる。つまり、マイクロバルブX1が開弁する。このように、第1冷媒孔X16、貫通孔X120、第2冷媒孔X17は、マイクロバルブX1の開弁時にマイクロバルブX1内において冷媒が流通する冷媒流路である。 As shown in FIGS. 9 and 10, when the movable portion X128 is in the energized position, the through hole X120 overlaps with the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer X12. In that case, the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 communicate with each other through the through hole X120 which is a part of the fluid chamber X19. As a result, the refrigerant can flow between the first communication hole XV1 and the second communication hole XV2 through the first refrigerant hole X16, the through hole X120, and the second refrigerant hole X17. That is, the micro valve X1 opens. As described above, the first refrigerant hole X16, the through hole X120, and the second refrigerant hole X17 are the refrigerant flow paths through which the refrigerant flows in the micro valve X1 when the micro valve X1 is opened.
このときの、マイクロバルブX1における冷媒の流路は、Uターン構造を有している。具体的には、冷媒は、マイクロバルブX1の一方側の面からマイクロバルブX1内に流入し、マイクロバルブX1内を通って、マイクロバルブX1の同じ側の面からマイクロバルブX1外に流出する。そして同様にバルブモジュールX0における冷媒の流路も、Uターン構造を有している。具体的には、冷媒は、バルブモジュールX0の一方側の面からバルブモジュールX0内に流入し、バルブモジュールX0内を通って、バルブモジュールX0の同じ側の面からバルブモジュールX0外に流出する。なお、中間層X12の板面に直交する方向は、第1外層X11、中間層X12、第2外層X13の積層方向である。 At this time, the flow path of the refrigerant in the micro valve X1 has a U-turn structure. Specifically, the refrigerant flows into the micro valve X1 from one side surface of the micro valve X1, passes through the micro valve X1, and flows out of the micro valve X1 from the same side surface of the micro valve X1. Similarly, the flow path of the refrigerant in the valve module X0 also has a U-turn structure. Specifically, the refrigerant flows into the valve module X0 from one surface of the valve module X0, passes through the valve module X0, and flows out of the valve module X0 from the same side surface of the valve module X0. The direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer X12 is the stacking direction of the first outer layer X11, the intermediate layer X12, and the second outer layer X13.
また、マイクロバルブX1への非通電時は、電気配線X6、X7から第1印加点X129、第2印加点X130への電圧印加が停止される。すると、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124を電流が流れなくなり、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124の温度が低下する。その結果、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124の各々が、その長手方向に収縮する。 Further, when the micro valve X1 is not energized, the voltage application from the electric wirings X6 and X7 to the first application point X129 and the second application point X130 is stopped. Then, the current stops flowing through the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124, and the temperatures of the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 decrease. As a result, each of the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 contracts in the longitudinal direction thereof.
このような、温度低下を伴う熱的な収縮の結果、複数の第1リブX123、複数の第2リブX124は、スパインX125を接続位置XP2とは反対側に付勢する。付勢されたスパインX125は、接続位置XP2において、梁X127を引っ張る。その結果、梁X127とアームX126から成る部材は、ヒンジXP0を支点として、接続位置XP2を力点として、一体に姿勢を変える。その結果、梁X127のアームX126とは反対側の端部に接続された可動部X128も、その長手方向の、スパインX125が梁X127を引っ張る側に、移動する。その移動の結果、可動部X128は、図7、図8に示すように、第1固定部X121に当接しない位置に到達する。以下、可動部X128のこの位置を非通電時位置という。 As a result of such thermal contraction accompanied by a temperature drop, the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 urge the spine X125 to the side opposite to the connection position XP2. The urged spine X125 pulls the beam X127 at the connection position XP2. As a result, the member including the beam X127 and the arm X126 integrally changes its posture with the hinge XP0 as a fulcrum and the connection position XP2 as a force point. As a result, the movable portion X128 connected to the end of the beam X127 opposite to the arm X126 also moves in the longitudinal direction to the side where the spine X125 pulls the beam X127. As a result of the movement, the movable portion X128 reaches a position where it does not abut on the first fixed portion X121 as shown in FIGS. 7 and 8. Hereinafter, this position of the movable portion X128 is referred to as a non-energized position.
図7、図8に示すように、可動部X128が非通電時位置にある場合、貫通孔X120は、中間層X12の板面に直交する方向に第1冷媒孔X16と重なるが、当該方向に第2冷媒孔X17とは重ならない。第2冷媒孔X17は、中間層X12の板面に直交する方向に可動部X128と重なる。つまり、第2冷媒孔X17は、可動部X128によって塞がれる。したがってこの場合、第1冷媒孔X16と第2冷媒孔X17とが流体室X19内において遮断される。この結果、第1連通孔XV1と第2連通孔XV2との間で、第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17を介した冷媒の流通は阻害される。つまり、マイクロバルブX1が閉弁する。 As shown in FIGS. 7 and 8, when the movable portion X128 is in the non-energized position, the through hole X120 overlaps with the first refrigerant hole X16 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer X12, but in that direction. It does not overlap with the second refrigerant hole X17. The second refrigerant hole X17 overlaps the movable portion X128 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer X12. That is, the second refrigerant hole X17 is closed by the movable portion X128. Therefore, in this case, the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 are blocked in the fluid chamber X19. As a result, the flow of the refrigerant between the first communication hole XV1 and the second communication hole XV2 through the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 is hindered. That is, the micro valve X1 is closed.
このように構成される第1電池用減圧部16は、その流路面積が、マイクロバルブX1への非通電時にオリフィス273の流路面積となり、通電時にオリフィス273の流路断面積にバルブモジュールX0の流路面積を加えた大きさとなる。すなわち、第1電池用減圧部16は、図11に示すように、マイクロバルブX1への非通電時に絞り開度が小開度S1となり、通電時に絞り開度が大開度S2となる。このように、第1電池用減圧部16は、マイクロバルブX1への通電、非通電を切り替えることで、第1電池用減圧部16の絞り開度の調整が可能になっている。具体的には、第1電池用減圧部16は、マイクロバルブX1への通電を停止することで絞り開度を小さくすることができる。なお、冷房用減圧部14および第2電池用減圧部18は、第1電池用減圧部16と同様に構成されている。このため、冷房用減圧部14および第2電池用減圧部18は、それぞれに設けられたマイクロバルブX1への通電、非通電を切り替えることで、冷房用減圧部14および第2電池用減圧部18の絞り開度の調整が可能になっている。
The flow path area of the first
本実施形態の制御装置100は、例えば、車室内の冷房よりもバッテリBTの冷却を優先する必要がある場合、第1電池用蒸発器17および第2電池用蒸発器19の冷媒流量が大流量となるように、各減圧部14、16、18を制御する。具体的には、制御装置100は、車室内の冷房よりもバッテリBTの冷却を優先する必要がある場合、第1電池用減圧部16および第2電池用減圧部18それぞれのマイクロバルブX1へ通電し、冷房用減圧部14のマイクロバルブX1への通電を停止する。これによれば、冷凍サイクル装置10による電池冷却能力が高まるので、車室内の冷房よりもバッテリBTの冷却を優先することができる。
In the
また、バッテリBTの冷却よりも車室内の冷房を優先する必要がある場合、制御装置100は、冷房用蒸発器15の冷媒流量が大流量となるように、各減圧部14、16、18を制御する。具体的には、制御装置100は、バッテリBTの冷却よりも車室内の冷房を優先する必要がある場合、冷房用減圧部14のマイクロバルブX1へ通電し、第1電池用減圧部16および第2電池用減圧部18それぞれのマイクロバルブX1への通電を停止する。これによれば、冷凍サイクル装置10による冷房能力が高まるので、バッテリBTの冷却よりも車室内の冷房を優先することができる。
Further, when it is necessary to prioritize the cooling of the vehicle interior over the cooling of the battery BT, the
以上説明した冷凍サイクル装置10は、互いに並列に接続される冷房用蒸発器15、第1電池用蒸発器17、第2電池用蒸発器19それぞれに対応して、冷房用減圧部14、第1電池用減圧部16、第2電池用減圧部18が設けられている。これにより、各蒸発器15、17、19に対して所望の割合で冷媒および冷凍機油を分配することができる。
The
加えて、各減圧部14、16、18は、マイクロバルブX1を用いて絞り開度を調整する構成になっているので、電磁弁や電動弁をと用いる場合に比べて容易に小型化できる。その理由の1つは、マイクロバルブX1が上述の通り半導体チップにより形成されているということである。また、上述の通り、梃子を利用して熱的な膨張による変位量が増幅されることも、そのような梃子を利用しない電磁弁や電動弁と比べた小型化に寄与する。
In addition, since the
したがって、本実施形態の冷凍サイクル装置10によれば、搭載性の悪化を抑制しつつ、並列に接続される各蒸発器15、17、19に対して所望の割合で冷媒および冷凍機油を分配することができる。
Therefore, according to the refrigerating
また、梃子を利用しているので、熱的な膨張による変位量を可動部X128の移動量より抑えることができる。したがって、可動部X128を駆動するための消費電力も低減することができる。また、電磁弁の駆動時における衝撃音を無くすことができるので、騒音を低減することができる。また、複数本の第1リブX123、複数本の第2リブX124の変位は熱に起因して発生するので、騒音低減効果が高い。 Further, since the lever is used, the amount of displacement due to thermal expansion can be suppressed from the amount of movement of the movable portion X128. Therefore, the power consumption for driving the movable portion X128 can also be reduced. Further, since the impact noise when the solenoid valve is driven can be eliminated, the noise can be reduced. Further, since the displacement of the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124 is generated due to heat, the noise reduction effect is high.
さらに、各減圧部14、16、18は、絞り開度が固定されたオリフィス273を含んでいる。そして、マイクロバルブX1は、可動部X128によって第1冷媒孔X16および第2冷媒孔X17の連通および遮断を切り替えることで各減圧部14、16、18の絞り開度を調整する構成になっている。
Further, each of the
このように、各減圧部14、16、18が固定絞りを含む構成となっていれば、マイクロバルブX1における第1冷媒孔X16および第2冷媒孔X17の連通および遮断の切り替えによって各減圧部14、16、18の絞り開度を段階的に調整できる。また、各減圧部14、16、18が固定絞りを含んでいる場合、各減圧部14、16、18の絞り開度の調整が不要な際にはマイクロバルブX1を駆動させないことで、マイクロバルブX1の駆動頻度を低減して、エネルギ消費を抑えることができる。
In this way, if each of the
上述のように、バルブケーシングX2は、バルブケーシングX2の線膨張係数が、マイクロバルブX1の線膨張係数とブロック体27の線膨張係数の間の値となる樹脂材料で構成されている。これにより、マイクロバルブX1とブロック体27の線膨張係数の違いをバルブケーシングX2が吸収できる。すなわち、ブロック体27の温度変化による熱歪の応力がバルブケーシングX2で吸収されるので、マイクロバルブX1を保護することができる。
As described above, the valve casing X2 is made of a resin material in which the coefficient of linear expansion of the valve casing X2 is a value between the coefficient of linear expansion of the microvalve X1 and the coefficient of linear expansion of the
また、マイクロバルブX1もバルブモジュールX0もUターンの構造の冷媒流路を有しているので、ブロック体27の掘り込みを少なくすることができる。つまり、バルブモジュールX0を配置するためにブロック体27に形成された凹みの深さを抑えることができる。その理由は以下の通りである。
Further, since both the micro valve X1 and the valve module X0 have a refrigerant flow path having a U-turn structure, it is possible to reduce the digging of the
例えば、バルブモジュールX0がUターンの構造の冷媒流路を有しておらず、バルブモジュールX0のブロック体27側の面に冷媒入口があり、バルブモジュールX0の反対側の面に冷媒出口があったとする。その場合、バルブモジュールX0の両面に、冷媒流路を形成する必要がある。したがって、バルブモジュールX0の両面の冷媒流路までブロック体27に収容しようとすると、バルブモジュールX0を配置するためにブロック体27に形成しなければならない凹みが深くなってしまう。また、マイクロバルブX1自体が小型であるので、ブロック体27の掘り込みを更に低減することができる。
For example, the valve module X0 does not have a refrigerant flow path having a U-turn structure, the valve module X0 has a refrigerant inlet on the
また、マイクロバルブX1の両面のうち、第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17が形成される面とは反対側の面に電気配線X6、X7を配置した場合、電気配線X6、X7を大気雰囲気により近い側に置くことができる。したがって、電気配線X6、X7への冷媒雰囲気の影響を低減するためのハーメチック等のシール構造が不要となる。その結果、各減圧部14、16、18の小型化が実現できる。
Further, when the electrical wirings X6 and X7 are arranged on the surface of both sides of the microvalve X1 opposite to the surface on which the first refrigerant holes X16 and the second refrigerant holes X17 are formed, the electrical wirings X6 and X7 are placed in the atmosphere. Can be placed closer to the atmosphere. Therefore, a seal structure such as a hermetic for reducing the influence of the refrigerant atmosphere on the electric wirings X6 and X7 becomes unnecessary. As a result, the
また、マイクロバルブX1が軽量であることから、各減圧部14、16、18が軽量化される。マイクロバルブX1の消費電力が小さいので、各減圧部14、16、18が省電力化される。
Further, since the micro valve X1 is lightweight, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について、図12を参照して説明する。本実施形態では、圧力調整弁20Aが冷房用蒸発器15の冷媒流れ下流側に配置されている点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described with reference to FIG. The present embodiment is different from the first embodiment in that the
図12に示すように、冷凍サイクル装置10には、冷房用蒸発器15と第2合流部24との間に圧力調整弁20Aが配置されている。この圧力調整弁20Aは、冷房用蒸発器15を通過する冷媒の圧力を所定の設定圧力値以上に維持するものである。
As shown in FIG. 12, in the
その他の構成は第1実施形態と同様である。本実施形態の冷凍サイクル装置10は、第1実施形態と共通の構成を備えている、当該共通の構成から奏される作用効果を第1実施形態と同様に得ることができる。
Other configurations are the same as those in the first embodiment. The
特に、本実施形態の冷凍サイクル装置10は、冷房用蒸発器15の冷媒流れ下流側に圧力調整弁20Aが設けられている。このため、例えば、バッテリBTの冷却と車室内の冷房を同時に行う際、冷房用蒸発器15を通過する冷媒の圧力を維持しつつ、各電池用蒸発器17、19を通過する冷媒の圧力を低下させることができる。
In particular, the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について、図13、図14を参照して説明する。本実施形態では、ブロック体27Aに対してオリフィス273が設けられていない点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
(Third Embodiment)
Next, the third embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. The present embodiment is different from the first embodiment in that the
図13に示すように、ブロック体27Aは、上流側嵌合孔271および下流側嵌合孔272との間にオリフィス273が設けられていない。すなわち、ブロック体27Aは、上流側嵌合孔271から下流側嵌合孔272へと冷媒が直接的に流れないように、各嵌合孔271、272の底面の間に仕切部276が設定されている。
As shown in FIG. 13, the
ここで、マイクロバルブX1は、通電時に、電気配線X6、X7から第1印加点X129、第2印加点X130を介してマイクロバルブX1に供給される電力が大きいほど、非通電時位置に対する可動部X128の移動量も大きくなる。これは、マイクロバルブX1に供給される電力が高いほど、第1リブX123、第2リブX124の温度が高くなり、膨張度合いが大きいからである。例えば、電気配線X6、X7から第1印加点X129、第2印加点X130へ印加される電圧がPWM制御される場合、デューティ比が大きいほど非通電時に対する可動部X128の移動量も大きくなる。 Here, the microvalve X1 is a movable portion with respect to the non-energized position as the power supplied from the electrical wirings X6 and X7 to the microvalve X1 via the first application point X129 and the second application point X130 when energized is larger. The amount of movement of X128 also increases. This is because the higher the electric power supplied to the micro valve X1, the higher the temperature of the first rib X123 and the second rib X124, and the greater the degree of expansion. For example, when the voltage applied from the electrical wirings X6 and X7 to the first application point X129 and the second application point X130 is PWM controlled, the larger the duty ratio, the larger the amount of movement of the movable portion X128 with respect to the non-energized state.
このため、マイクロバルブX1は、マイクロバルブX1に供給される電力を調整することで、可動部X128を、非通電時位置と最大通電時位置の間のどの中間位置にでも、停止させることができる。 Therefore, the micro valve X1 can stop the movable portion X128 at any intermediate position between the non-energized position and the maximum energized position by adjusting the electric power supplied to the micro valve X1. ..
例えば、最大通電時位置と非通電時位置からも等距離の位置(すなわち、中央位置)で可動部X128を停止させるには、マイクロバルブX1に供給される電力が、制御範囲内の最大値の半分であればいい。例えば、PWM制御のデューティ比が50%であればいい。 For example, in order to stop the movable portion X128 at a position equidistant from the maximum energized position and the non-energized position (that is, the central position), the power supplied to the micro valve X1 is the maximum value within the control range. It should be half. For example, the duty ratio of PWM control may be 50%.
可動部X128が中間位置に停止している場合、第1冷媒孔X16および第2冷媒孔X17は、いずれも貫通孔X120に連通している。しかし、第2冷媒孔X17は、貫通孔Y120に対して全開状態ではなく、100%未満かつ0%よりも大きい開度となっている。可動部X128が中間位置において最大通電位時位置に近づくほど、貫通孔X120に対する第2冷媒孔X17の開度が増大する。 When the movable portion X128 is stopped at an intermediate position, both the first refrigerant hole X16 and the second refrigerant hole X17 communicate with the through hole X120. However, the second refrigerant hole X17 is not fully open with respect to the through hole Y120, and has an opening degree of less than 100% and larger than 0%. As the movable portion X128 approaches the position at the maximum potential at the intermediate position, the opening degree of the second refrigerant hole X17 with respect to the through hole X120 increases.
これらを加味して、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、マイクロバルブX1に印加される電圧をPWM制御によって変更することで、各減圧部14、16、18の絞り開度を変化させる。冷凍サイクル装置10は、例えば、図14に示すように、PWM制御のデューティ比を大きくすることで各減圧部14、16、18の絞り開度を大きくし、PWM制御のデューティ比を小さくすることで各減圧部14、16、18の絞り開度を小さくする。
In consideration of these factors, in the
例えば、車室内の冷房よりもバッテリBTの冷却を優先する必要がある場合、制御装置100は、各電池用減圧部16、18それぞれのマイクロバルブX1に対するPWM制御のデューティ比を大きくする。そして、制御装置100は、冷房用減圧部14のマイクロバルブX1に対するPWM制御のデューティ比を小さくする。これによれば、冷凍サイクル装置10による電池冷却能力が高まるので、車室内の冷房よりもバッテリBTの冷却を優先することができる。
For example, when it is necessary to prioritize the cooling of the battery BT over the cooling of the vehicle interior, the
また、バッテリBTの冷却よりも車室内の冷房を優先する必要がある場合、制御装置100は、冷房用減圧部14のマイクロバルブX1に対するPWM制御のデューティ比を大きくする。そして、制御装置100は、各電池用減圧部16、18それぞれのマイクロバルブX1に対するPWM制御のデューティ比を小さくする。これによれば、冷凍サイクル装置10による冷房能力が高まるので、バッテリBTの冷却よりも車室内の冷房を優先することができる。
Further, when it is necessary to prioritize the cooling of the vehicle interior over the cooling of the battery BT, the
その他の構成および作動は、第1実施形態と同様である。本実施形態の各減圧部14、16、18は、マイクロバルブX1に供給する電力を調整することで、各減圧部14、16、18の絞り開度の調整が可能になっている。具体的には、各減圧部14、16、18は、PWM制御のデューティ比を大きくすることで冷媒流量を大流量に変更し、PWM制御のデューティ比を小さくすることで、冷媒流量を小流量に変更することが可能になっている。
Other configurations and operations are the same as in the first embodiment. Each of the
このように、マイクロバルブX1を各減圧部14、16、18の絞り開度を変更可能な可変絞りとして構成すれば、マイクロバルブX1における流体孔の開度を変更することで、各減圧部14、16、18の絞り開度を所望の開度に調整することができる。これによると、ブロック体27Aに対してオリフィス273等の固定絞りが設けられていない構成であっても、各蒸発器15、17、19に対して所望の割合で冷媒を分配することができる。各減圧部14、16、18がマイクロバルブX1を含んで構成されることで得られる作用効果に関しては、第1実施形態と同様に得ることができる。
In this way, if the micro valve X1 is configured as a variable throttle in which the throttle opening of each of the
(第3実施形態の変形例)
上述の第3実施形態では、各減圧部14、16、18のブロック体27Aにオリフィス273が設けられていない例を説明したが、これに限定されない。各減圧部14、16、18は、ブロック体27Aに対してオリフィス273が設けられていてもよい。
(Modified example of the third embodiment)
In the third embodiment described above, an example in which the
(第4実施形態)
次に、第4実施形態について、図15および図16を参照して説明する。本実施形態では、第1電池用減圧部16が第1電池用蒸発器17に対して一体的に構成されている点が第3実施形態と相違している。本実施形態では、第3実施形態と異なる部分について主に説明し、第3実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
(Fourth Embodiment)
Next, the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 15 and 16. The present embodiment is different from the third embodiment in that the
図15に示すように、第1電池用減圧部16は、第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170に対して一体的に構成されている。具体的には、第1電池用減圧部16は、第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170と冷媒配管26とを接続するためのコネクタとしての機能も果たしている。
As shown in FIG. 15, the
図16に示すように、第1電池用減圧部16のブロック体27Cは、冷媒配管26と第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170とを接続する金属製(例えば、アルミニウム)の継手である。
As shown in FIG. 16, the
ブロック体27Cの側面には、冷媒配管26が嵌め合わされる有底の上流側嵌合孔271が形成されている。また、ブロック体27Cには、上流側嵌合孔271が形成された側面に連なる上面に、第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170が嵌め合わされる有底の下流側嵌合孔272が形成されている。上流側嵌合孔271および下流側嵌合孔272は、各嵌合孔271、272の間に設定された仕切部276によって仕切られている。
A bottomed upstream
ここで、下流側嵌合孔272は、上流側嵌合孔271の延在方向に対して直交する方向に延びている。具体的には、下流側嵌合孔272は、冷媒入口部170に対して冷媒が直進して流れるように、冷媒入口部170の突出方向に沿って延びるように形成されている。
Here, the downstream
その他の構成は、第4実施形態と同様である。本実施形態の冷凍サイクル装置10は、第4実施形態と共通の構成要素を備えているので、第4実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Other configurations are the same as those in the fourth embodiment. Since the
特に、本実施形態の冷凍サイクル装置10は、第1電池用減圧部16のブロック体27Cと第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170とが一体となるように嵌合されている。このように、冷媒配管26と第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170との接続部に第1電池用減圧部16を構成すれば、冷凍サイクル装置10の簡素化を図ることができる。
In particular, the
また、冷媒配管26には、第1電池用減圧部16を通過する前の高温高圧の冷媒が流れる。このような構成では、冷媒配管26を冷媒が流れる際に、冷媒配管26周囲に放熱できるので、第1電池用蒸発器17の吸熱能力を向上させることが可能となる。このような構成は、第1電池用蒸発器17を利用側の熱交換器とする場合に好適である。
Further, a high-temperature and high-pressure refrigerant before passing through the first
(第4実施形態の変形例)
上述の第4実施形態では、第1電池用減圧部16が第1電池用蒸発器17に対して一体的に構成されているものを例示したがこれに限定されない。冷凍サイクル装置10は、例えば、冷房用減圧部14が冷房用蒸発器15に対して一体的に構成されていたり、第2電池用減圧部18が第2電池用蒸発器19に対して一体的に構成されていたりしてもよい。
(Modified example of the fourth embodiment)
In the above-described fourth embodiment, the
上述の第4実施形態では、ブロック体27Cにおいて各嵌合孔271、272が互いに直交する方向に伸びるものを例示したが、これに限定されない。各減圧部14、16、18は、例えば、ブロック体27Cに対して各嵌合孔271、272が互いに同じ方向に伸びるように形成されていてもよい。また、ブロック体27Cに対してオリフィス273が形成されていてもよい。
In the above-described fourth embodiment, examples of the
(第5実施形態)
次に、第5実施形態について、図17〜図26を参照して説明する。本実施形態では、各減圧部14、16、18の絞り開度が冷媒の圧力差を利用して変更される構成になっている点が第1実施形態と相違している。本実施形態では、第1実施形態と異なる部分について主に説明し、第1実施形態と同様の部分について説明を省略することがある。
(Fifth Embodiment)
Next, the fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 17 to 26. The present embodiment is different from the first embodiment in that the throttle openings of the depressurizing
各減圧部14、16、18は、絞り開度を調整する主弁体285をバルブモジュールY0によって駆動する構成になっている。バルブモジュールY0は、主弁体285を駆動する駆動部材を構成している。
Each of the
各減圧部14、16、18は、同様に構成されることから、以下では、第1電池用減圧部16の構成を説明し、冷房用減圧部14および第2電池用減圧部18に関する説明を省略する。
Since the
図17および図18に示すように、バルブモジュールY0は、第2分岐部22と第1電池用蒸発器17とを接続する冷媒配管26に設けられたブロック体28に対して一体的に構成されている。ブロック体28は、マイクロバルブY1の取付対象となる被取付対象物を構成している。
As shown in FIGS. 17 and 18, the valve module Y0 is integrally configured with respect to the
ブロック体28は、第1電池用減圧部16の一部を構成する。ブロック体28は、冷媒配管26のうち第2分岐部22に接続される上流側部位261と第1電池用蒸発器17の冷媒入口部170に接続される下流側部位262と接続する金属製(例えば、アルミニウム)の継手である。
The
ブロック体28の一側面には、上流側部位261が嵌め合わされる有底の上流側嵌合孔281が形成されている。この上流側嵌合孔281は、放熱器12からの冷媒が流入する入口流路を構成する。
A bottomed upstream
また、ブロック体28には、上流側嵌合孔281が形成された一側面の反対側に、下流側部位262が嵌め合わされる有底の下流側嵌合孔282が形成されている。この下流側嵌合孔282は、冷媒を第1電池用蒸発器17に向けて流出させる出口流路を構成する。
Further, the
上流側嵌合孔281および下流側嵌合孔282の間には、主弁体285が収容される弁室283が形成されている。弁室283は、上流側嵌合孔281および下流側嵌合孔282の並び方向に直交する方向に延びている。弁室283は、第1貫通孔281aを介して上流側嵌合孔281に連通し、第2貫通孔282aを介して下流側嵌合孔282に連通している。この第2貫通孔282aは、主弁体285によって絞り開度が調整される絞り流路284を形成する。
A
弁室283には、絞り流路284の絞り開度を調整する主弁体285が摺動可能に収容されている。主弁体285は、弁室283において、弁室283の延在方向に沿って摺動可能なように配置されている。主弁体285は、絞り流路284側に位置する先端部位が半球状に湾曲した曲面になっている。
In the
弁室283は、主弁体285によって、冷媒が流れる絞り流路284側の空間と、絞り流路284の絞り開度を調整するための開度調整室286に分割されている。開度調整室286は、弁室283において、主弁体285を挟んで絞り流路284の反対側となる空間である。開度調整室286は、後述するマイクロバルブY1によって主弁体285を開弁側または閉弁側に押圧するための冷媒が導入される。
The
開度調整室286には、スプリング286aが配置されている。スプリング286aは、主弁体285の変位方向に延びる円筒コイルバネである。スプリング286aは、主弁体285に対して閉弁方向に付勢する荷重をかけるための弾性部材である。
A
また、ブロック体28の下面には、後述するバルブモジュールY0の第1突出部Y21、第2突出部Y22、第3突出部Y23が嵌め合わされる第1凹部287、第2凹部288、第3凹部289が形成されている。第1凹部287、第2凹部288、第3凹部289は、ブロック体28の下面を見たときに、第2凹部288、第1凹部287、第3凹部289の順に直線状に並ぶように配置されている。第1凹部287は、弁室283に連なっており、開度調整室286と連通する。第2凹部288の底部には、第2凹部288と上流側嵌合孔271とを連通させる貫通孔288aが形成されている。第3凹部289の底部には、第3凹部289と下流側嵌合孔282とを連通させる貫通孔289aが形成されている。
Further, on the lower surface of the
このように構成される第1電池用減圧部16は、絞り流路284の流路面積(すなわち、絞り開度)が主弁体285の位置によって変化する。そして、主弁体285は、主弁体285に作用する力によって決定される。具体的には、主弁体285に作用する荷重の釣り合いは、以下の数式F1で表現することができる。
In the first
Ph×As=Ks×L+F0+Pm×As…(F1)
ここで、上述の数式F1では、放熱器12を通過した冷媒圧力(すなわち、高圧圧力)をPhで示し、開度調整室286の冷媒圧力(すなわち、制御圧力)をPmで示し、主弁体285の受圧面積をAsで示している。また、上述の数式F1では、スプリング286aのバネ定数をKsで示し、主弁体285の変位量をLで示し、主弁体285に対して作用するスプリング286aの初期荷重をF0で示している。
Ph × As = Ks × L + F0 + Pm × As… (F1)
Here, in the above-mentioned formula F1, the refrigerant pressure (that is, high pressure) that has passed through the
第1電池用減圧部16は、制御圧力Pmが絞り流路284の下流側の冷媒圧力(すなわち、低圧圧力Pl)と同等の圧力となる場合、高圧圧力Phと制御圧力Pmとの圧力差が最大となり、図17に示すように、主弁体285が絞り開度が最大となる位置に変位する。
When the control pressure Pm of the first
この状態から制御圧力Pmが低圧圧力Plよりも高くなると、高圧圧力Phと制御圧力Pmとの圧力差が小さくなることで、主弁体285が絞り開度が小さくなる位置に変位する。そして、制御圧力Pmが高圧圧力Phと同等の圧力となると、主弁体285がスプリング286aによって閉弁方向に付勢されることで、図18に示すように、主弁体285が絞り開度が最大となる位置に変位する。
When the control pressure Pm becomes higher than the low pressure pressure Pl from this state, the pressure difference between the high pressure pressure Ph and the control pressure Pm becomes small, so that the
したがって、第1電池用減圧部16は、図19に示すように、制御圧力Pmが小さくなると、絞り流路284の流路面積である絞り開度が大きくなり、制御圧力Pmが大きくなると、絞り開度が小さくなる構成になっている。
Therefore, as shown in FIG. 19, the
本実施形態の第1電池用減圧部16は、制御圧力PmがバルブモジュールY0に設けられたマイクロバルブY1によって調整される。以下、バルブモジュールY0の詳細について説明する。
In the first
[バルブモジュールY0の構成]
図17および図18に示すように、バルブモジュールY0は、マイクロバルブY1、バルブケーシングY2、封止部材Y3、3つのOリングY4、Y5a、Y5b、2本の電気配線Y6、Y7、変換プレートY8を有している。
[Valve module Y0 configuration]
As shown in FIGS. 17 and 18, the valve module Y0 includes a micro valve Y1, a valve casing Y2, a sealing member Y3, three O-rings Y4, Y5a, Y5b, two electrical wirings Y6, Y7, and a conversion plate Y8. have.
マイクロバルブY1は、板形状の弁部品であり、主として半導体チップによって構成されている。マイクロバルブY1は、半導体チップ以外の部品を有していてもいなくてもよい。したがって、マイクロバルブY1を小型に構成できる。マイクロバルブY1は、開度調整室286における冷媒の圧力を調整するための弁部品である。
The micro valve Y1 is a plate-shaped valve component, and is mainly composed of a semiconductor chip. The microvalve Y1 may or may not have a component other than the semiconductor chip. Therefore, the micro valve Y1 can be made compact. The micro valve Y1 is a valve component for adjusting the pressure of the refrigerant in the opening
マイクロバルブY1の厚さ方向の長さは例えば2mmであり、厚さ方向に直交する長手方向の長さは例えば10mmであり、長手方向にも厚さ方向にも直交する短手方向の長さは例えば5mmであるが、これに限定されない。マイクロバルブY1への供給電力が変動することで、マイクロバルブY1の流路構成が変化する。マイクロバルブY1は、主弁体285を駆動するパイロット弁として機能する。
The length of the microvalve Y1 in the thickness direction is, for example, 2 mm, the length in the longitudinal direction orthogonal to the thickness direction is, for example, 10 mm, and the length in the lateral direction orthogonal to both the longitudinal direction and the thickness direction. Is, for example, 5 mm, but is not limited thereto. As the power supplied to the micro valve Y1 fluctuates, the flow path configuration of the micro valve Y1 changes. The micro valve Y1 functions as a pilot valve for driving the
電気配線Y6、Y7は、マイクロバルブY1の2つの板面のうち、バルブケーシングY2とは反対側の面から伸びて、封止部材Y3、バルブケーシングY2内を通過して、バルブモジュールY0の外部にある電源に接続される。これにより、電気配線Y6、Y7を通して、電源からマイクロバルブY1に電力が供給される。 The electrical wirings Y6 and Y7 extend from the surface of the two plate surfaces of the microvalve Y1 opposite to the valve casing Y2, pass through the sealing member Y3 and the valve casing Y2, and pass through the outside of the valve module Y0. Connected to the power supply at. As a result, electric power is supplied from the power source to the micro valve Y1 through the electric wires Y6 and Y7.
変換プレートY8は、マイクロバルブY1とバルブケーシングY2の間に配置される板形状の部材である。変換プレートY8は、ガラス基板である。変換プレートY8の2つの板面の一方側は、マイクロバルブY1に対して接着剤で固定され、他方側はバルブケーシングY2に対して接着剤で固定されている。変換プレートY8には、マイクロバルブY1の後述する3つの冷媒孔とバルブケーシングY2の3つの連通孔とを繋げるための流路Y81、Y82、Y83が形成されている。これら流路Y81、Y82、Y83は、一列に並ぶ上記3つの冷媒孔のピッチと一列に並ぶ上記3つの連通孔のピッチの違いを吸収するための部材である。流路Y81、Y82、Y83は、変換プレートY8の2つの板面の一方から他方に貫通している。 The conversion plate Y8 is a plate-shaped member arranged between the micro valve Y1 and the valve casing Y2. The conversion plate Y8 is a glass substrate. One side of the two plate surfaces of the conversion plate Y8 is fixed to the microvalve Y1 with an adhesive, and the other side is fixed to the valve casing Y2 with an adhesive. The conversion plate Y8 is formed with flow paths Y81, Y82, and Y83 for connecting the three refrigerant holes described later of the micro valve Y1 and the three communication holes of the valve casing Y2. The flow paths Y81, Y82, and Y83 are members for absorbing the difference between the pitches of the three refrigerant holes arranged in a row and the pitches of the three communicating holes arranged in a row. The flow paths Y81, Y82, and Y83 penetrate from one of the two plate surfaces of the conversion plate Y8 to the other.
バルブケーシングY2は、マイクロバルブY1および変換プレートY8を収容する樹脂製のケーシングである。バルブケーシングY2は、ポリフェニレンサルファイドを主成分として樹脂成形によって形成されている。バルブケーシングY2は、線膨張係数が、マイクロバルブY1の線膨張係数とブロック体28の線膨張係数の間の値となるように構成されている。なお、バルブケーシングY2は、マイクロバルブY1をブロック体28に対して取り付けるための部品取付部を構成している。バルブケーシングY2は、一方側に底壁を有し、他方側が開放された箱体である。バルブケーシングY2の底壁は、マイクロバルブY1および変換プレートY8がブロック体28に直接接しないように、ブロック体28とマイクロバルブY1の間に介在する。そして、この底壁の一方側の面がブロック体28に接触して固定され、他方側の面が変換プレートY8に接触して固定される。
The valve casing Y2 is a resin casing that houses the microvalve Y1 and the conversion plate Y8. The valve casing Y2 is formed by resin molding containing polyphenylene sulfide as a main component. The valve casing Y2 is configured such that the coefficient of linear expansion is a value between the coefficient of linear expansion of the microvalve Y1 and the coefficient of linear expansion of the
このようになっていることで、マイクロバルブY1とブロック体28の線膨張係数の違いをバルブケーシングY2が吸収できる。これは、バルブケーシングY2の線膨張係数が、マイクロバルブY1の線膨張係数とブロック体28の線膨張係数の間の値となっているからである。なお、変換プレートY8の線膨張係数は、マイクロバルブY1の線膨張係数とバルブケーシングY2の線膨張係数の間の値となっている。ここで、バルブケーシングY2は、マイクロバルブY1をブロック体28に対して取り付けるための部品取付部を構成している。
In this way, the valve casing Y2 can absorb the difference in the coefficient of linear expansion between the micro valve Y1 and the
また、バルブケーシングY2の底壁は、マイクロバルブY1に対向する板形状のベース部Y20と、マイクロバルブY1から離れる方向に当該ベース部Y20から突出する柱形状の第1突出部Y21、第2突出部Y22、第3突出部Y23を有する。 Further, the bottom wall of the valve casing Y2 has a plate-shaped base portion Y20 facing the micro valve Y1 and a pillar-shaped first protruding portion Y21 and a second protruding portion Y21 protruding from the base portion Y20 in a direction away from the micro valve Y1. It has a portion Y22 and a third protruding portion Y23.
第1突出部Y21、第2突出部Y22、第3突出部Y23は、ブロック体28の下面に形成された第1凹部287、第2凹部288、第3凹部289に嵌め込まれている。第1突出部Y21には、マイクロバルブY1側端からその反対側端まで貫通する第1連通孔YV1が形成されている。第2突出部Y22には、マイクロバルブY1側端からその反対側端まで貫通する第2連通孔YV2が形成されている。第3突出部Y23には、マイクロバルブY1側端からその反対側端まで貫通する第3連通孔YV3が形成されている。第1連通孔YV1、第2連通孔YV2、第3連通孔YV3は一列に並んでおり、第2連通孔YV2と第3連通孔YV3の間に第1連通孔YV1が位置する。
The first protruding portion Y21, the second protruding portion Y22, and the third protruding portion Y23 are fitted into the
第1連通孔YV1のマイクロバルブY1側端は、変換プレートY8に形成された流路Y81のバルブケーシングY2側端に連通している。第2連通孔YV2のマイクロバルブY1側端は、変換プレートY8に形成された流路Y82のバルブケーシングY2側端に連通している。第3連通孔YV3のマイクロバルブY1側端は、変換プレートY8に形成された流路Y83のバルブケーシングY2側端に連通している。 The microvalve Y1 side end of the first communication hole YV1 communicates with the valve casing Y2 side end of the flow path Y81 formed in the conversion plate Y8. The microvalve Y1 side end of the second communication hole YV2 communicates with the valve casing Y2 side end of the flow path Y82 formed in the conversion plate Y8. The microvalve Y1 side end of the third communication hole YV3 communicates with the valve casing Y2 side end of the flow path Y83 formed in the conversion plate Y8.
封止部材Y3は、バルブケーシングY2の開放された上記他方側を封止するエポキシ樹脂製の部材である。封止部材Y3は、マイクロバルブY1の表裏の2つの板面のうち、変換プレートY8側とは反対側の板面の全体を覆う。また、封止部材Y3は、変換プレートY8の2つの板面のうち、バルブケーシングY2の底壁側とは反対側の板面の一部を覆う。また、封止部材Y3は、電気配線Y6、Y7を覆うことで、電気配線Y6、Y7の防水および絶縁を実現する。封止部材Y3は樹脂ポッティング等によって形成される。 The sealing member Y3 is a member made of epoxy resin that seals the other open side of the valve casing Y2. The sealing member Y3 covers the entire plate surface of the two front and back surfaces of the micro valve Y1 on the side opposite to the conversion plate Y8 side. Further, the sealing member Y3 covers a part of the plate surface of the conversion plate Y8 on the side opposite to the bottom wall side of the valve casing Y2. Further, the sealing member Y3 covers the electrical wirings Y6 and Y7 to realize waterproofing and insulation of the electrical wirings Y6 and Y7. The sealing member Y3 is formed by resin potting or the like.
OリングY4は、第1突出部Y21の外周に取り付けられ、ブロック体28と第1突出部Y21の間を封止することで、各減圧部14、16、18の外部かつ冷媒回路の外部への冷媒の漏出を抑制する。OリングY5aは、第2突出部Y22の外周に取り付けられ、ブロック体28と第2突出部Y22の間を封止することで、各減圧部14、16、18の外部かつ冷媒回路の外部への冷媒の漏出を抑制する。OリングY5bは、第3突出部Y23の外周に取り付けられ、ブロック体28と第3突出部Y23の間を封止することで、各減圧部14、16、18の外部かつ冷媒回路の外部への冷媒の漏出を抑制する。
The O-ring Y4 is attached to the outer periphery of the first protruding portion Y21 and seals between the
[マイクロバルブY1の構成]
ここで、マイクロバルブY1の構成について更に説明する。マイクロバルブY1は、図20、図21に示すように、いずれも半導体である第1外層Y11、中間層Y12、第2外層Y13を備えたMEMSである。第1外層Y11、中間層Y12、第2外層Y13は、それぞれが同じ外形を有する長方形の板形状の部材であり、第1外層Y11、中間層Y12、第2外層Y13の順に積層されている。第1外層Y11、中間層Y12、第2外層Y13のうち、第2外層Y13が、バルブケーシングY2の底壁に最も近い側に配置される。後述する第1外層Y11、中間層Y12、第2外層Y13の構造は、化学的エッチング等の半導体製造プロセスによって形成される。
[Structure of micro valve Y1]
Here, the configuration of the micro valve Y1 will be further described. As shown in FIGS. 20 and 21, the microvalve Y1 is a MEMS having a first outer layer Y11, an intermediate layer Y12, and a second outer layer Y13, all of which are semiconductors. The first outer layer Y11, the intermediate layer Y12, and the second outer layer Y13 are rectangular plate-shaped members having the same outer shape, and are laminated in the order of the first outer layer Y11, the intermediate layer Y12, and the second outer layer Y13. Of the first outer layer Y11, the intermediate layer Y12, and the second outer layer Y13, the second outer layer Y13 is arranged on the side closest to the bottom wall of the valve casing Y2. The structures of the first outer layer Y11, the intermediate layer Y12, and the second outer layer Y13, which will be described later, are formed by a semiconductor manufacturing process such as chemical etching.
第1外層Y11は、表面に非導電性の酸化膜のある導電性の半導体部材である。第1外層Y11には、図20に示すように、表裏に貫通する2つの貫通孔Y14、Y15が形成されている。この貫通孔Y14、Y15に、それぞれ、電気配線Y6、Y7のマイクロバルブY1側端が挿入される。 The first outer layer Y11 is a conductive semiconductor member having a non-conductive oxide film on its surface. As shown in FIG. 20, the first outer layer Y11 is formed with two through holes Y14 and Y15 penetrating the front and back surfaces. The microvalve Y1 side ends of the electrical wirings Y6 and Y7 are inserted into the through holes Y14 and Y15, respectively.
第2外層Y13は、表面に非導電性の酸化膜のある導電性の半導体部材である。第2外層Y13には、図20、図22、図23に示すように、表裏に貫通する第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18が形成されている。第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18の各々の水力直径は、例えば0.1mm以上かつ3mm以下であるが、これに限定されない。第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18は、それぞれ、第1流体孔、第2流体孔、第3流体孔に対応する。 The second outer layer Y13 is a conductive semiconductor member having a non-conductive oxide film on its surface. As shown in FIGS. 20, 22, and 23, the second outer layer Y13 is formed with a first refrigerant hole Y16, a second refrigerant hole Y17, and a third refrigerant hole Y18 penetrating the front and back surfaces. The hydraulic diameters of the first refrigerant hole Y16, the second refrigerant hole Y17, and the third refrigerant hole Y18 are, for example, 0.1 mm or more and 3 mm or less, but are not limited thereto. The first refrigerant hole Y16, the second refrigerant hole Y17, and the third refrigerant hole Y18 correspond to the first fluid hole, the second fluid hole, and the third fluid hole, respectively.
図23に示すように、第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18は、それぞれ、変換プレートY8の流路Y81、Y82、Y83に連通する。第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18は、一列に並んでいる。第2冷媒孔Y17と第3冷媒孔Y18の間に第1冷媒孔Y16が配置される。 As shown in FIG. 23, the first refrigerant hole Y16, the second refrigerant hole Y17, and the third refrigerant hole Y18 communicate with the flow paths Y81, Y82, and Y83 of the conversion plate Y8, respectively. The first refrigerant hole Y16, the second refrigerant hole Y17, and the third refrigerant hole Y18 are arranged in a row. The first refrigerant hole Y16 is arranged between the second refrigerant hole Y17 and the third refrigerant hole Y18.
中間層Y12は、導電性の半導体部材であり、第1外層Y11と第2外層Y13に挟まれている。中間層Y12は、第1外層Y11の酸化膜と第2外層Y13の酸化膜に接触するので、第1外層Y11と第2外層Y13とも電気的に非導通である。中間層Y12は、図22に示すように、第1固定部Y121、第2固定部Y122、複数本の第1リブY123、複数本の第2リブY124、スパインY125、アームY126、梁Y127、可動部Y128を有している。 The intermediate layer Y12 is a conductive semiconductor member, and is sandwiched between the first outer layer Y11 and the second outer layer Y13. Since the intermediate layer Y12 comes into contact with the oxide film of the first outer layer Y11 and the oxide film of the second outer layer Y13, both the first outer layer Y11 and the second outer layer Y13 are electrically non-conducting. As shown in FIG. 22, the intermediate layer Y12 has a first fixed portion Y121, a second fixed portion Y122, a plurality of first ribs Y123, a plurality of second ribs Y124, a spine Y125, an arm Y126, a beam Y127, and a movable beam. It has a part Y128.
第1固定部Y121は、第1外層Y11、第2外層Y13に対して固定された部材である。第1固定部Y121は、第2固定部Y122、第1リブY123、第2リブY124、スパインY125、アームY126、梁Y127、可動部Y128を同じ1つの流体室Y19内に囲むように形成されている。第1固定部Y121、第1外層Y11、第2外層Y13によって囲まれた室である。流体室Y19は、流体室Y19は、開度調整室286に導入する冷媒が流通する。第1固定部Y121、第1外層Y11、第2外層Y13は、全体として基部に対応する。なお、電気配線Y6、Y7は複数の第1リブY123および複数の第2リブY124の温度を変化させて変位させるための電気配線である。
The first fixing portion Y121 is a member fixed to the first outer layer Y11 and the second outer layer Y13. The first fixed portion Y121 is formed so as to surround the second fixed portion Y122, the first rib Y123, the second rib Y124, the spine Y125, the arm Y126, the beam Y127, and the movable portion Y128 in the same fluid chamber Y19. There is. It is a chamber surrounded by a first fixing portion Y121, a first outer layer Y11, and a second outer layer Y13. In the fluid chamber Y19, the refrigerant introduced into the opening
第1固定部Y121の第1外層Y11および第2外層Y13に対する固定は、冷媒が流体室Y19から第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18以外を通ってマイクロバルブY1から漏出することを抑制するような形態で、行われている。 In the fixing of the first fixing portion Y121 to the first outer layer Y11 and the second outer layer Y13, the refrigerant passes from the fluid chamber Y19 through other than the first refrigerant hole Y16, the second refrigerant hole Y17, and the third refrigerant hole Y18 from the micro valve Y1. It is performed in a form that suppresses leakage.
第2固定部Y122は、第1外層Y11、第2外層Y13に対して固定される。第2固定部Y122は、第1固定部Y121に取り囲まれると共に、第1固定部Y121から離れて配置される。 The second fixing portion Y122 is fixed to the first outer layer Y11 and the second outer layer Y13. The second fixed portion Y122 is surrounded by the first fixed portion Y121 and is arranged away from the first fixed portion Y121.
複数本の第1リブY123、複数本の第2リブY124、スパインY125、アームY126、梁Y127、可動部Y128は、第1外層Y11、第2外層Y13に対して固定されておらず、第1外層Y11、第2外層Y13に対して変位可能である。 The plurality of first ribs Y123, the plurality of second ribs Y124, the spine Y125, the arm Y126, the beam Y127, and the movable portion Y128 are not fixed to the first outer layer Y11 and the second outer layer Y13, and are the first. It can be displaced with respect to the outer layer Y11 and the second outer layer Y13.
スパインY125は、中間層Y12の矩形形状の短手方向に伸びる細長い棒形状を有している。スパインY125の長手方向の一端は、梁Y127に接続されている。 The spine Y125 has a rectangular shape of the intermediate layer Y12 and an elongated rod shape extending in the lateral direction. One end of the spine Y125 in the longitudinal direction is connected to the beam Y127.
複数本の第1リブY123は、スパインY125の長手方向に直交する方向におけるスパインY125の一方側に配置される。そして、複数本の第1リブY123は、スパインY125の長手方向に並んでいる。各第1リブY123は、細長い棒形状を有しており、温度に応じて伸縮可能となっている。 The plurality of first ribs Y123 are arranged on one side of the spine Y125 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the spine Y125. The plurality of first ribs Y123 are arranged in the longitudinal direction of the spine Y125. Each first rib Y123 has an elongated rod shape and can be expanded and contracted according to temperature.
各第1リブY123は、その長手方向の一端で第1固定部Y121に接続され、他端でスパインY125に接続される。そして、各第1リブY123は、第1固定部Y121側からスパインY125側に近付くほど、スパインY125の長手方向の梁Y127側に向けてオフセットされるよう、スパインY125に対して斜行している。そして、複数の第1リブY123は、互いに対して平行に伸びている。 Each first rib Y123 is connected to the first fixing portion Y121 at one end in the longitudinal direction thereof and to the spine Y125 at the other end. Each of the first ribs Y123 is oblique with respect to the spine Y125 so as to approach the spine Y125 side from the first fixed portion Y121 side so as to be offset toward the beam Y127 side in the longitudinal direction of the spine Y125. .. The plurality of first ribs Y123 extend in parallel with each other.
複数本の第2リブY124は、スパインY125の長手方向に直交する方向におけるスパインY125の他方側に配置される。そして、複数本の第2リブY124は、スパインY125の長手方向に並んでいる。各第2リブY124は、細長い棒形状を有しており、温度に応じて伸縮可能となっている。 The plurality of second ribs Y124 are arranged on the other side of the spine Y125 in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the spine Y125. The plurality of second ribs Y124 are arranged in the longitudinal direction of the spine Y125. Each second rib Y124 has an elongated rod shape and can be expanded and contracted according to the temperature.
各第2リブY124は、その長手方向の一端で第2固定部Y122に接続され、他端でスパインY125に接続される。そして、各第2リブY124は、第2固定部Y122側からスパインY125側に近付くほど、スパインY125の長手方向の梁Y127側に向けてオフセットされるよう、スパインY125に対して斜行している。そして、複数の第2リブY124は、互いに対して平行に伸びている。 Each second rib Y124 is connected to the second fixing portion Y122 at one end in the longitudinal direction thereof and to the spine Y125 at the other end. Each of the second ribs Y124 is skewed with respect to the spine Y125 so as to approach the spine Y125 side from the second fixed portion Y122 side so as to be offset toward the beam Y127 side in the longitudinal direction of the spine Y125. .. The plurality of second ribs Y124 extend in parallel with each other.
複数本の第1リブY123、複数本の第2リブY124、スパインY125は、全体として、駆動部に対応する。 The plurality of first ribs Y123, the plurality of second ribs Y124, and the spine Y125 correspond to the drive unit as a whole.
アームY126は、スパインY125と非直交かつ平行に伸びる細長い棒形状を有している。アームY126の長手方向の一端は梁Y127に接続されており、他端は第1固定部Y121に接続されている。 The arm Y126 has an elongated rod shape extending non-orthogonally and parallel to the spine Y125. One end of the arm Y126 in the longitudinal direction is connected to the beam Y127, and the other end is connected to the first fixing portion Y121.
梁Y127は、スパインY125およびアームY126に対して約90°で交差する方向に伸びる細長い棒形状を有している。梁Y127の一端は、可動部Y128に接続されている。アームY126と梁Y127は、全体として、増幅部に対応する。 The beam Y127 has an elongated rod shape extending in a direction intersecting the spine Y125 and the arm Y126 at about 90 °. One end of the beam Y127 is connected to the movable portion Y128. The arm Y126 and the beam Y127 correspond to the amplification unit as a whole.
アームY126と梁Y127の接続位置YP1、スパインY125と梁Y127の接続位置YP2、梁Y127と可動部Y128の接続位置YP3は、梁Y127の長手方向に沿って、この順に並んでいる。そして、第1固定部Y121とアームY126との接続点をヒンジYP0とすると、中間層Y12の板面に平行な面内におけるヒンジYP0から接続位置YP2までの直線距離よりも、ヒンジYP0から接続位置YP3までの直線距離の方が、長い。例えば、前者の直線距離を後者の直線距離で除算した値は、1/5以下であってもよいし、1/10以下であってもよい。 The connection position YP1 between the arm Y126 and the beam Y127, the connection position YP2 between the spine Y125 and the beam Y127, and the connection position YP3 between the beam Y127 and the movable portion Y128 are arranged in this order along the longitudinal direction of the beam Y127. If the connection point between the first fixing portion Y121 and the arm Y126 is a hinge YP0, the connection position from the hinge YP0 is more than the linear distance from the hinge YP0 to the connection position YP2 in the plane parallel to the plate surface of the intermediate layer Y12. The straight line distance to YP3 is longer. For example, the value obtained by dividing the former linear distance by the latter linear distance may be 1/5 or less, or may be 1/10 or less.
可動部Y128は、流体室Y19を流れる冷媒の圧力を調整するものである。可動部Y128は、その外形が、梁Y127の長手方向に対して概ね90°の方向に伸びる矩形形状を有している。この可動部Y128は、流体室Y19内において梁Y127と一体に動くことができる。そして、可動部Y128は、中間層Y12の表裏に貫通する貫通孔Y120を囲む枠形状となっている。したがって、貫通孔Y120も、可動部Y128と一体的に移動する。貫通孔Y120は、流体室Y19の一部である。 The movable portion Y128 adjusts the pressure of the refrigerant flowing through the fluid chamber Y19. The movable portion Y128 has a rectangular shape whose outer shape extends in a direction of approximately 90 ° with respect to the longitudinal direction of the beam Y127. The movable portion Y128 can move integrally with the beam Y127 in the fluid chamber Y19. The movable portion Y128 has a frame shape surrounding the through hole Y120 penetrating the front and back of the intermediate layer Y12. Therefore, the through hole Y120 also moves integrally with the movable portion Y128. The through hole Y120 is a part of the fluid chamber Y19.
可動部Y128は、上記のように動くことで、第2冷媒孔Y17の貫通孔Y120に対する開度および、第3冷媒孔Y18の貫通孔Y120に対する開度を変更する。第1冷媒孔Y16は、貫通孔Y120に対して常に全開で連通している。 By moving as described above, the movable portion Y128 changes the opening degree of the second refrigerant hole Y17 with respect to the through hole Y120 and the opening degree of the third refrigerant hole Y18 with respect to the through hole Y120. The first refrigerant hole Y16 is always fully open and communicates with the through hole Y120.
また、第1固定部Y121のうち、複数の第1リブY123と接続する部分の近傍の第1印加点Y129には、図20に示した第1外層Y11の貫通孔Y14を通った電気配線Y6のマイクロバルブY1側端が接続される。また、第2固定部Y122の第2印加点Y130には、図20に示した第1外層Y11の貫通孔Y15を通った電気配線Y7のマイクロバルブY1側端が接続される。 Further, at the first application point Y129 in the vicinity of the portion of the first fixed portion Y121 connected to the plurality of first ribs Y123, the electrical wiring Y6 passing through the through hole Y14 of the first outer layer Y11 shown in FIG. 20 The Y1 side end of the micro valve is connected. Further, the microvalve Y1 side end of the electric wiring Y7 passing through the through hole Y15 of the first outer layer Y11 shown in FIG. 20 is connected to the second application point Y130 of the second fixing portion Y122.
[バルブモジュールY0の作動]
ここで、バルブモジュールY0の作動について説明する。マイクロバルブY1への通電が開始されると、電気配線Y6、Y7から第1印加点Y129、第2印加点Y130の間に電圧が印加される。すると、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124を電流が流れる。この電流によって、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124が発熱する。その結果、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124の各々が、その長手方向に膨張する。
[Operation of valve module Y0]
Here, the operation of the valve module Y0 will be described. When the energization of the micro valve Y1 is started, a voltage is applied between the electrical wirings Y6 and Y7 to the first application point Y129 and the second application point Y130. Then, a current flows through the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124. Due to this current, the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 generate heat. As a result, each of the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 expands in the longitudinal direction thereof.
このような熱的な膨張の結果、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124は、スパインY125を接続位置YP2側に付勢する。付勢されたスパインY125は、接続位置YP2において、梁Y127を押す。このように、接続位置YP2は付勢位置および調圧用付勢位置に対応する。 As a result of such thermal expansion, the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 urge the spine Y125 toward the connection position YP2. The urged spine Y125 pushes the beam Y127 at the connection position YP2. In this way, the connection position YP2 corresponds to the urging position and the pressure adjusting urging position.
そして、梁Y127とアームY126から成る部材は、ヒンジYP0を支点として、接続位置YP2を力点として、一体に姿勢を変える。その結果、梁Y127のアームY126とは反対側の端部に接続された可動部Y128も、その長手方向の、スパインY125が梁Y127を押す側に、移動する。 Then, the member composed of the beam Y127 and the arm Y126 integrally changes its posture with the hinge YP0 as a fulcrum and the connection position YP2 as a force point. As a result, the movable portion Y128 connected to the end of the beam Y127 opposite to the arm Y126 also moves in the longitudinal direction to the side where the spine Y125 pushes the beam Y127.
また、マイクロバルブY1への通電が停止されたときは、電気配線Y6、Y7から第1印加点Y129、第2印加点Y130への電圧印加が停止される。すると、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124を電流が流れなくなり、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124の温度が低下する。その結果、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124の各々が、その長手方向に収縮する。 When the energization of the micro valve Y1 is stopped, the voltage application from the electrical wirings Y6 and Y7 to the first application point Y129 and the second application point Y130 is stopped. Then, the current stops flowing through the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124, and the temperatures of the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 decrease. As a result, each of the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 contracts in the longitudinal direction thereof.
このような熱的な収縮の結果、複数の第1リブY123、複数の第2リブY124は、スパインY125を接続位置YP2とは反対側に付勢する。付勢されたスパインY125は、接続位置YP2において、梁Y127を引っ張る。その結果、梁Y127とアームY126から成る部材は、ヒンジYP0を支点として、接続位置YP2を力点として、一体に姿勢を変える。その結果、梁Y127のアームY126とは反対側の端部に接続された可動部Y128も、その長手方向の、スパインY125が梁Y127を引っ張る側に、移動する。その移動の結果、可動部Y128は、所定の非通電時位置で停止する。 As a result of such thermal contraction, the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 urge the spine Y125 to the side opposite to the connection position YP2. The urged spine Y125 pulls the beam Y127 at the connection position YP2. As a result, the member including the beam Y127 and the arm Y126 integrally changes its posture with the hinge YP0 as the fulcrum and the connection position YP2 as the force point. As a result, the movable portion Y128 connected to the end of the beam Y127 opposite to the arm Y126 also moves in the longitudinal direction to the side where the spine Y125 pulls the beam Y127. As a result of the movement, the movable portion Y128 stops at a predetermined non-energized position.
このようなマイクロバルブY1への通電時、電気配線Y6、Y7から第1印加点Y129、第2印加点Y130を介してマイクロバルブY1に供給される電力が大きいほど、非通電時位置に対する可動部Y128の移動量も大きくなる。これは、マイクロバルブY1に供給される電力が高いほど、第1リブY123、第2リブY124の温度が高くなり、膨張度合いが大きいからである。 When the microvalve Y1 is energized, the greater the power supplied from the electrical wirings Y6 and Y7 to the microvalve Y1 via the first application point Y129 and the second application point Y130, the more the movable portion with respect to the non-energized position. The amount of movement of Y128 also increases. This is because the higher the electric power supplied to the micro valve Y1, the higher the temperature of the first rib Y123 and the second rib Y124, and the greater the degree of expansion.
例えば電気配線Y6、Y7から第1印加点Y129、第2印加点Y130へ印加される電圧がPWM制御される場合、デューティ比が大きいほど非通電時に対する可動部Y128の移動量も大きくなる。 For example, when the voltage applied from the electrical wirings Y6 and Y7 to the first application point Y129 and the second application point Y130 is PWM controlled, the larger the duty ratio, the larger the amount of movement of the movable portion Y128 with respect to the non-energized state.
図22、図23に示すように、可動部Y128が非通電時位置にある場合、貫通孔Y120は、中間層Y12の板面に直交する方向に第1冷媒孔Y16、第3冷媒孔Y18と重なるが、当該方向に第2冷媒孔Y17とは重ならない。第2冷媒孔Y17は、中間層Y12の板面に直交する方向に可動部Y128と重なる。つまりこのとき、貫通孔Y120に対して第1冷媒孔Y16、第3冷媒孔Y18は全開になり、第2冷媒孔Y17は全閉になる。したがってこの場合、第1冷媒孔Y16が第3冷媒孔Y18に可動部Y128を介して連通し、第2冷媒孔Y17は第1冷媒孔Y16とも第3冷媒孔Y18とも遮断される。この結果、第1連通孔YV1と第3連通孔YV3との間で、流路Y81、第1冷媒孔Y16、貫通孔Y120、第3冷媒孔Y18、流路Y83を介した、冷媒の流通が可能となる。 As shown in FIGS. 22 and 23, when the movable portion Y128 is in the non-energized position, the through holes Y120 are the first refrigerant holes Y16 and the third refrigerant holes Y18 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer Y12. Although it overlaps, it does not overlap with the second refrigerant hole Y17 in the relevant direction. The second refrigerant hole Y17 overlaps the movable portion Y128 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer Y12. That is, at this time, the first refrigerant hole Y16 and the third refrigerant hole Y18 are fully opened with respect to the through hole Y120, and the second refrigerant hole Y17 is fully closed. Therefore, in this case, the first refrigerant hole Y16 communicates with the third refrigerant hole Y18 via the movable portion Y128, and the second refrigerant hole Y17 is blocked from both the first refrigerant hole Y16 and the third refrigerant hole Y18. As a result, the flow of the refrigerant between the first communication hole YV1 and the third communication hole YV3 via the flow path Y81, the first refrigerant hole Y16, the through hole Y120, the third refrigerant hole Y18, and the flow path Y83. It will be possible.
また、図24、図25に示すように、マイクロバルブY1への通電によって可動部Y128が非通電時位置から最も遠ざかった位置にある場合、そのときの可動部Y128の位置を最大通電時位置という。可動部Y128が最大通電時位置にある場合は、マイクロバルブY1へ供給される電力が制御範囲内の最大となる。例えば、可動部Y128が最大通電時位置にある場合、上述のPWM制御においてデューティ比が制御範囲内の最大値(例えば100%)となる。 Further, as shown in FIGS. 24 and 25, when the movable portion Y128 is located at the position farthest from the non-energized position due to the energization of the micro valve Y1, the position of the movable portion Y128 at that time is referred to as the maximum energized position. .. When the movable portion Y128 is in the maximum energized position, the electric power supplied to the micro valve Y1 becomes the maximum within the control range. For example, when the movable portion Y128 is in the maximum energized position, the duty ratio becomes the maximum value (for example, 100%) within the control range in the above-mentioned PWM control.
可動部Y128が最大通電時位置にある場合、貫通孔Y120は、中間層Y12の板面に直交する方向に第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17と重なるが、当該方向に第3冷媒孔Y18とは重ならない。第3冷媒孔Y18は、中間層Y12の板面に直交する方向に可動部Y128と重なる。つまりこのとき、貫通孔Y120に対して第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17は全開になり、第3冷媒孔Y18は全閉になる。したがってこの場合、第1冷媒孔Y16が第2冷媒孔Y17に可動部Y128を介して連通し、第3冷媒孔Y18は第1冷媒孔Y16とも第2冷媒孔Y17とも遮断される。この結果、第1連通孔YV1と第2連通孔YV2との間で、流路Y81、第1冷媒孔Y16、貫通孔Y120、第2冷媒孔Y17、流路Y83を介した、冷媒の流通が可能となる。 When the movable portion Y128 is in the maximum energized position, the through hole Y120 overlaps the first refrigerant hole Y16 and the second refrigerant hole Y17 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer Y12, but the third refrigerant hole Y17 is in that direction. It does not overlap with Y18. The third refrigerant hole Y18 overlaps the movable portion Y128 in the direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer Y12. That is, at this time, the first refrigerant hole Y16 and the second refrigerant hole Y17 are fully opened with respect to the through hole Y120, and the third refrigerant hole Y18 is fully closed. Therefore, in this case, the first refrigerant hole Y16 communicates with the second refrigerant hole Y17 via the movable portion Y128, and the third refrigerant hole Y18 is blocked from both the first refrigerant hole Y16 and the second refrigerant hole Y17. As a result, the flow of the refrigerant between the first communication hole YV1 and the second communication hole YV2 via the flow path Y81, the first refrigerant hole Y16, the through hole Y120, the second refrigerant hole Y17, and the flow path Y83. It will be possible.
また、マイクロバルブY1に供給される電力を、例えばPWM制御で調整することで、可動部Y128を、非通電時位置と最大通電時位置の間のどの中間位置にでも、停止させることができる。例えば、最大通電時位置と非通電時位置からも等距離の位置(すなわち、中央位置)で可動部Y128を停止させるには、マイクロバルブY1に供給される電力が、制御範囲内の最大値の半分であればいい。例えば、PWM制御のデューティ比が50%であればいい。 Further, by adjusting the electric power supplied to the micro valve Y1 by, for example, PWM control, the movable portion Y128 can be stopped at any intermediate position between the non-energized position and the maximum energized position. For example, in order to stop the movable portion Y128 at a position equidistant from the maximum energized position and the non-energized position (that is, the central position), the electric power supplied to the micro valve Y1 is the maximum value within the control range. It should be half. For example, the duty ratio of PWM control may be 50%.
可動部Y128が中間位置に停止している場合、第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17、第3冷媒孔Y18は、いずれも貫通孔Y120に連通している。しかし、第2冷媒孔Y17および第3冷媒孔Y18は、貫通孔Y120に対して全開状態ではなく、100%未満かつ0%よりも大きい開度となっている。可動部Y128が中間位置において最大通電位時位置に近づくほど、貫通孔Y120に対する第3冷媒孔Y18の開度が減少し、第2冷媒孔Y17の開度が増大する。 When the movable portion Y128 is stopped at an intermediate position, the first refrigerant hole Y16, the second refrigerant hole Y17, and the third refrigerant hole Y18 all communicate with the through hole Y120. However, the second refrigerant hole Y17 and the third refrigerant hole Y18 are not fully opened with respect to the through hole Y120, and have an opening degree of less than 100% and larger than 0%. As the movable portion Y128 approaches the position at the maximum potential at the intermediate position, the opening degree of the third refrigerant hole Y18 with respect to the through hole Y120 decreases, and the opening degree of the second refrigerant hole Y17 increases.
マイクロバルブY1は、梁Y127およびアームY126が、ヒンジYP0を支点とし、接続位置YP2を力点とし、接続位置YP3を作用点とする梃子として機能する。上述の通り、中間層Y12の板面に平行な面内におけるヒンジYP0から接続位置YP2までの直線距離よりも、ヒンジYP0から接続位置YP3までの直線距離の方が、長い。したがって、力点である接続位置YP2の移動量よりも、作用点である接続位置YP3の移動量の方が大きくなる。したがって、熱的な膨張による変位量が、梃子によって増幅されて可動部Y128に伝わる。 The microvalve Y1 functions as a lever in which the beam Y127 and the arm Y126 have a hinge YP0 as a fulcrum, a connection position YP2 as a force point, and a connection position YP3 as an action point. As described above, the linear distance from the hinge YP0 to the connection position YP3 is longer than the linear distance from the hinge YP0 to the connection position YP2 in the plane parallel to the plate surface of the intermediate layer Y12. Therefore, the amount of movement of the connection position YP3, which is the point of action, is larger than the amount of movement of the connection position YP2, which is the point of effort. Therefore, the amount of displacement due to thermal expansion is amplified by the lever and transmitted to the movable portion Y128.
また、マイクロバルブY1における冷媒の流路は、Uターン構造を有している。具体的には、冷媒は、マイクロバルブY1の一方側の面からマイクロバルブY1内に流入し、マイクロバルブY1内を通って、マイクロバルブY1の同じ側の面からマイクロバルブY1外に流出する。そして同様にバルブモジュールY0における冷媒の流路も、Uターン構造を有している。具体的には、冷媒は、バルブモジュールY0の一方側の面からバルブモジュールY0内に流入し、バルブモジュールY0内を通って、バルブモジュールY0の同じ側の面からバルブモジュールY0外に流出する。なお、中間層Y12の板面に直交する方向は、第1外層Y11、中間層Y12、第2外層Y13の積層方向である。 Further, the flow path of the refrigerant in the micro valve Y1 has a U-turn structure. Specifically, the refrigerant flows into the micro valve Y1 from one surface of the micro valve Y1, passes through the micro valve Y1, and flows out of the micro valve Y1 from the same surface of the micro valve Y1. Similarly, the flow path of the refrigerant in the valve module Y0 also has a U-turn structure. Specifically, the refrigerant flows into the valve module Y0 from one surface of the valve module Y0, passes through the valve module Y0, and flows out of the valve module Y0 from the same side surface of the valve module Y0. The direction orthogonal to the plate surface of the intermediate layer Y12 is the stacking direction of the first outer layer Y11, the intermediate layer Y12, and the second outer layer Y13.
ここで、バルブモジュールY0は、第1冷媒孔Y16が、第1連通孔YV1、第1凹部287の貫通孔287aを介して開度調整室286に連通している。また、第2冷媒孔Y17が、第2連通孔YV2、第2凹部288の貫通孔288aを介して上流側嵌合孔281の内側に連通している。そして、第3冷媒孔Y18が、第3連通孔YV3、第3凹部289の貫通孔289aを介して下流側嵌合孔282の内側に連通している。
Here, in the valve module Y0, the first refrigerant hole Y16 communicates with the opening
このため、例えば、マイクロバルブY1の可動部Y128が非通電時位置にある場合、第1冷媒孔Y16と第3冷媒孔Y18とが連通し、開度調整室286が下流側嵌合孔282と連通する。これにより、開度調整室286の圧力(すなわち、制御圧力Pm)が下流側嵌合孔282と同等の低圧圧力Plに低下する。
Therefore, for example, when the movable portion Y128 of the micro valve Y1 is in the non-energized position, the first refrigerant hole Y16 and the third refrigerant hole Y18 communicate with each other, and the opening
この状態からマイクロバルブY1への通電によって、可動部Y128が非通電時位置から最大通電時位置に近づくと、各冷媒孔Y16、Y17、Y18が連通し、開度調整室286が上流側嵌合孔281および下流側嵌合孔282と連通する。これにより、開度調整室286の圧力(すなわち、制御圧力Pm)が低圧圧力Plよりも大きく高圧圧力Phよりも小さい中間圧力となる。
When the movable portion Y128 approaches the maximum energized position from the non-energized position by energizing the micro valve Y1 from this state, the refrigerant holes Y16, Y17, and Y18 communicate with each other, and the opening
また、マイクロバルブY1への通電によって、可動部Y128が最大通電時位置にある場合、第1冷媒孔Y16と第2冷媒孔Y17が連通し、開度調整室286が上流側嵌合孔281と連通する。これにより、開度調整室286の圧力(すなわち、制御圧力Pm)が上流側嵌合孔281と同等の高圧圧力Phとなる。
Further, when the movable portion Y128 is in the position at the time of maximum energization by energizing the micro valve Y1, the first refrigerant hole Y16 and the second refrigerant hole Y17 communicate with each other, and the opening
これらを加味して、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、マイクロバルブY1に印加される電圧をPWM制御によって変更することで、制御圧力Pmを変化させる。冷凍サイクル装置10は、例えば、図26に示すように、PWM制御のデューティ比を大きくすることで制御圧力Pmを大きくし、PWM制御のデューティ比を小さくすることで制御圧力Pmを小さくする。
In consideration of these factors, in the
以上説明した第1電池用減圧部16は、主弁体285の駆動部材がバルブモジュールY0で構成されている。このバルブモジュールY0は、マイクロバルブY1による開度調整室286の圧力調整によって、主弁体285を開弁側または閉弁側に変位させる構成になっているので、電磁弁や電動弁よりも小型に構成することができる。その理由の1つは、マイクロバルブY1が上述の通り半導体チップにより形成されているということである。また、上述の通り、梃子を利用して熱的な膨張による変位量が増幅されることも、そのような梃子を利用しない電磁弁や電動弁と比べて小型に構成することが可能となる。
In the first
具体的には、マイクロバルブY1は、可動部Y128によって第2冷媒孔Y17および第3冷媒孔Y18の開度を調整して開度調整室286の圧力を変化させる構成になっている。これによれば、マイクロバルブY1による開度調整室286の圧力調整によって、主弁体285を閉弁側および開弁側に変位させることができる。
Specifically, the micro valve Y1 has a configuration in which the opening degree of the second refrigerant hole Y17 and the third refrigerant hole Y18 is adjusted by the movable portion Y128 to change the pressure of the opening
これによると、第1電池用減圧部16の絞り開度の変更によって冷媒流量を負荷条件等に応じた適量に調整できる。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置10では、第1実施形態と同様に、並列に接続される各蒸発器15、17、19に対して所望の割合で冷媒および冷凍機油を分配することができる。
According to this, the flow rate of the refrigerant can be adjusted to an appropriate amount according to the load conditions and the like by changing the throttle opening degree of the
また、マイクロバルブY1は、梃子を利用しており、熱的な膨張による変位量を可動部Y128の移動量より抑えることができるので、可動部Y128を駆動するための消費電力も低減することができる。また、電磁弁の駆動時における衝撃音を無くすことができるので、騒音を低減することができる。また、複数本の第1リブY123、複数本の第2リブY124の変位は熱に起因して発生するので、騒音低減効果が高い。 Further, since the micro valve Y1 uses a lever, the amount of displacement due to thermal expansion can be suppressed from the amount of movement of the movable part Y128, so that the power consumption for driving the movable part Y128 can also be reduced. it can. Further, since the impact noise when the solenoid valve is driven can be eliminated, the noise can be reduced. Further, since the displacement of the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124 is generated due to heat, the noise reduction effect is high.
また、マイクロバルブY1およびバルブモジュールY0はUターンの構造の冷媒流路を有しているので、ブロック体28の掘り込みを少なくすることができる。つまり、バルブモジュールY0を配置するためにブロック体28に形成された凹みの深さを抑えることができる。その理由は以下の通りである。
Further, since the micro valve Y1 and the valve module Y0 have a refrigerant flow path having a U-turn structure, it is possible to reduce the digging of the
例えば、バルブモジュールY0がUターンの構造の冷媒流路を有しておらず、バルブモジュールY0のブロック体28側の面に冷媒入口があり、バルブモジュールY0の反対側の面に冷媒出口があったとする。その場合、バルブモジュールY0の両面に、冷媒流路を形成する必要がある。したがって、バルブモジュールY0の両面の冷媒流路までブロック体28に収容しようとすると、バルブモジュールY0を配置するためにブロック体28に形成しなければならない凹みが深くなってしまう。また、マイクロバルブY1自体が小型であるので、ブロック体28の掘り込みを更に低減することができる。
For example, the valve module Y0 does not have a refrigerant flow path having a U-turn structure, the valve module Y0 has a refrigerant inlet on the surface on the
また、マイクロバルブY1の両面のうち、第1冷媒孔Y16、第2冷媒孔Y17が形成される面とは反対側の面に電気配線Y6、Y7を配置した場合、電気配線Y6、Y7を大気雰囲気により近い側に置くことができる。したがって、電気配線Y6、Y7への冷媒雰囲気の影響を低減するためのハーメチック等のシール構造が不要となる。その結果、各減圧部14、16、18の小型化が実現できる。
Further, when the electrical wirings Y6 and Y7 are arranged on the surface of both sides of the micro valve Y1 opposite to the surface on which the first refrigerant holes Y16 and the second refrigerant holes Y17 are formed, the electrical wirings Y6 and Y7 are placed in the atmosphere. Can be placed closer to the atmosphere. Therefore, a seal structure such as a hermetic for reducing the influence of the refrigerant atmosphere on the electric wirings Y6 and Y7 becomes unnecessary. As a result, the
また、マイクロバルブY1が軽量であることから、各減圧部14、16、18が軽量化される。マイクロバルブY1の消費電力が小さいので、各減圧部14、16、18が省電力化される。
Further, since the micro valve Y1 is lightweight, the
(第6実施形態)
次に第6実施形態について説明する。本実施形態は、第1実施形態のマイクロバルブX1が、故障検知機能を有するよう変更されている。具体的には、マイクロバルブX1は、第1、第2実施形態と同じ構成に加え、図27、図28に示すように、マイクロバルブX1の故障を検知する故障検知部X50を備えている。
(Sixth Embodiment)
Next, the sixth embodiment will be described. In this embodiment, the micro valve X1 of the first embodiment is modified to have a failure detection function. Specifically, in addition to the same configuration as in the first and second embodiments, the micro valve X1 includes a failure detection unit X50 for detecting a failure of the micro valve X1 as shown in FIGS. 27 and 28.
故障検知部X50は、中間層X12のアームX126に形成されたブリッジ回路を含む。ブリッジ回路は、図28のように接続された4つのゲージ抵抗を含んでいる。つまり、故障検知部X50は、ダイヤフラムに相当するアームX126の歪みに応じて抵抗が変化するブリッジ回路である。つまり、故障検知部X50は半導体ピエゾ抵抗式の歪みセンサである。故障検知部X50は、電気的絶縁膜を介して、アームX126と導通しないように、アームX126に接続されていてもよい。 The failure detection unit X50 includes a bridge circuit formed on the arm X126 of the intermediate layer X12. The bridge circuit includes four gauge resistors connected as shown in FIG. That is, the failure detection unit X50 is a bridge circuit whose resistance changes according to the distortion of the arm X126 corresponding to the diaphragm. That is, the failure detection unit X50 is a semiconductor piezoresistive distortion sensor. The failure detection unit X50 may be connected to the arm X126 via an electrical insulating film so as not to be electrically connected to the arm X126.
このブリッジ回路の対角にある2つの入力端子に配線X51、X52が接続される。そして、配線X51、X52から当該入力端子に、定電流発生用の電圧が印加される。この配線X51、X52は、電気配線X6、X7を介してマイクロバルブX1に印加される電圧(すなわち、マイクロバルブ駆動電圧)から分岐して上記2つの入力端子まで伸びている。 Wiring X51 and X52 are connected to two input terminals on the diagonal of this bridge circuit. Then, a voltage for generating a constant current is applied from the wirings X51 and X52 to the input terminal. The wirings X51 and X52 branch from the voltage applied to the microvalve X1 (that is, the microvalve drive voltage) via the electrical wirings X6 and X7 and extend to the above two input terminals.
また、このブリッジ回路の別の対角にある2つの出力端子に、配線X53、X54が接続される。そして、アームX126の歪み量に応じたレベルの電圧信号が配線X53、X54から出力される。この電圧信号は、後述する通り、マイクロバルブX1が正常に作動しているか否かを判別するための情報として使用される。配線X53、X54から出力される電圧信号は、マイクロバルブX1の外部にある外部制御装置X55に入力される。 Further, the wirings X53 and X54 are connected to two output terminals on different diagonals of the bridge circuit. Then, a voltage signal at a level corresponding to the amount of distortion of the arm X126 is output from the wirings X53 and X54. As will be described later, this voltage signal is used as information for determining whether or not the microvalve X1 is operating normally. The voltage signals output from the wirings X53 and X54 are input to the external control device X55 outside the microvalve X1.
この外部制御装置X55は、例えば、冷凍サイクル装置10の制御装置100であってもよい。あるいは、この外部制御装置X55は、車両において、車速、燃料残量、電池残量等を表示するメータECUであってもよい。
The external control device X55 may be, for example, the
アームX126の歪み量に応じた電圧信号を外部制御装置X55が配線X53、X54を介して取得すると、外部制御装置X55は、当該電圧信号に応じて、マイクロバルブX1の故障の有無を検知する。検知対象の故障としては、例えば、アームX126が折れる故障、可動部X128と第1外層X11または第2外層X13との間に微小な異物が挟まって可動部X128が動かなくなる故障、等がある。 When the external control device X55 acquires a voltage signal corresponding to the amount of distortion of the arm X126 via the wirings X53 and X54, the external control device X55 detects the presence or absence of failure of the microvalve X1 according to the voltage signal. Examples of the failure to be detected include a failure in which the arm X126 breaks, a failure in which a minute foreign substance is caught between the movable portion X128 and the first outer layer X11 or the second outer layer X13, and the movable portion X128 becomes immobile.
複数本の第1リブX123および複数本の第2リブX124の伸縮に応じて、梁X127および可動部X128が変位する際、アームX126の歪み量が変化する。したがって、アームX126の歪み量に応じた電圧信号から、可動部X128の位置を推定できる。一方、マイクロバルブX1が正常であれば、電気配線X6、X7からマイクロバルブX1への通電量と可動部X128の位置との間にも相関関係がある。この通電量は、マイクロバルブX1を制御するための制御量である。 When the beam X127 and the movable portion X128 are displaced according to the expansion and contraction of the plurality of first ribs X123 and the plurality of second ribs X124, the amount of strain of the arm X126 changes. Therefore, the position of the movable portion X128 can be estimated from the voltage signal corresponding to the amount of distortion of the arm X126. On the other hand, if the micro valve X1 is normal, there is also a correlation between the amount of electricity supplied from the electrical wirings X6 and X7 to the micro valve X1 and the position of the movable portion X128. This energizing amount is a control amount for controlling the micro valve X1.
外部制御装置X55は、このことを利用して、マイクロバルブX1の故障の有無を検知する。つまり、外部制御装置X55は、配線X53、X54からの電圧信号から、あらかじめ定められた第1マップに基づいて、可動部X128の位置を算出する。そして、あらかじめ定められた第2マップに基づいて、可動部X128の位置から、正常時において当該位置を実現するために必要な電気配線X6、X7からマイクロバルブX1への供給電力を算出する。これら第1マップ、第2マップは、外部制御装置X55の不揮発性メモリに記録されている。不揮発性メモリは、非遷移的実体的記憶媒体である。第1マップにおける電圧信号のレベルと位置との対応関係は、あらかじめ実験等によって定められてもよい。また、第2マップにおける位置と供給電力との対応関係も、あらかじめ実験等によって定められてもよい。 The external control device X55 utilizes this to detect the presence or absence of a failure of the micro valve X1. That is, the external control device X55 calculates the position of the movable portion X128 from the voltage signals from the wirings X53 and X54 based on the predetermined first map. Then, based on the second map determined in advance, the power supplied from the electric wirings X6 and X7 required to realize the position in the normal state to the micro valve X1 is calculated from the position of the movable portion X128. These first map and second map are recorded in the non-volatile memory of the external control device X55. Non-volatile memory is a non-transitional substantive storage medium. The correspondence between the level and the position of the voltage signal in the first map may be determined in advance by an experiment or the like. Further, the correspondence relationship between the position and the supplied power in the second map may be determined in advance by an experiment or the like.
そして外部制御装置X55は、算出された電力と、実際に電気配線X6、X7からマイクロバルブX1へ供給されている電力とを比較する。そして、外部制御装置X55は、前者の電力と後者の電力の差の絶対値が許容値を超えていれば、マイクロバルブX1が故障していると判定し、許容値を超えていなければ、マイクロバルブX1が正常であると判定する。そして、外部制御装置X55は、マイクロバルブX1が故障していると判定した場合に、所定の故障報知制御を行う。 Then, the external control device X55 compares the calculated electric power with the electric power actually supplied from the electric wirings X6 and X7 to the microvalve X1. Then, the external control device X55 determines that the micro valve X1 is out of order if the absolute value of the difference between the former power and the latter power exceeds the permissible value, and if it does not exceed the permissible value, the micro valve X1 is micro. It is determined that the valve X1 is normal. Then, when it is determined that the micro valve X1 is out of order, the external control device X55 performs predetermined failure notification control.
外部制御装置X55は、この故障報知制御においては、車内の人に報知を行う報知装置X56を作動させる。例えば、外部制御装置X55は、警告ランプを点灯させてもよい。また、外部制御装置X55は、画像表示装置に、マイクロバルブX1に故障が発生したことを示す画像を表示させてもよい。これによって、車両の乗員は、マイクロバルブX1の故障に気付くことができる。 In this failure notification control, the external control device X55 operates a notification device X56 that notifies a person in the vehicle. For example, the external control device X55 may turn on the warning lamp. Further, the external control device X55 may cause the image display device to display an image indicating that the micro valve X1 has failed. As a result, the occupant of the vehicle can notice the failure of the micro valve X1.
また、外部制御装置X55は、この故障報知制御においては、車両内の記憶装置に、マイクロバルブX1に故障が発生したことを示す情報を記録してもよい。この記憶装置は、非遷移的実体的記憶媒体である。これにより、マイクロバルブX1の故障を記録に残すことができる。 Further, in this failure notification control, the external control device X55 may record information indicating that a failure has occurred in the micro valve X1 in the storage device in the vehicle. This storage device is a non-transitional substantive storage medium. As a result, the failure of the micro valve X1 can be recorded.
また、外部制御装置X55は、マイクロバルブX1が故障していると判定した場合は、通電停止制御を行う。通電停止制御では、外部制御装置X55は、電気配線X6、X7からマイクロバルブX1への通電を停止させる。このように、マイクロバルブX1の故障時にマイクロバルブX1への通電を停止することで、マイクロバルブX1の故障時の安全性を高めることができる。 Further, the external control device X55 performs energization stop control when it is determined that the micro valve X1 is out of order. In the energization stop control, the external control device X55 stops the energization from the electric wires X6 and X7 to the micro valve X1. In this way, by stopping the energization of the micro valve X1 when the micro valve X1 fails, the safety of the micro valve X1 at the time of failure can be enhanced.
以上のように、故障検知部X50が、マイクロバルブX1が正常に作動しているか否かを判別するための電圧信号を出力することで、外部制御装置X55は、マイクロバルブX1の故障の有無を容易に判別することができる。 As described above, the failure detection unit X50 outputs a voltage signal for determining whether or not the micro valve X1 is operating normally, so that the external control device X55 determines whether or not the micro valve X1 has a failure. It can be easily identified.
また、この電圧信号は、アームX126の歪み量に応じた信号である。したがって、電気配線X6、X7からマイクロバルブX1への通電量とこの電圧信号との関係に基づいて、マイクロバルブX1の故障の有無を容易に判別することができる。 Further, this voltage signal is a signal corresponding to the amount of distortion of the arm X126. Therefore, it is possible to easily determine the presence or absence of a failure of the micro valve X1 based on the relationship between the amount of electricity supplied from the electric wires X6 and X7 to the micro valve X1 and this voltage signal.
なお、本実施形態では、ブリッジ回路を構成する抵抗の変化に基づいてマイクロバルブX1が故障しているか否かが判定されている。しかし、他の方法として、静電容量の変化に基づいてマイクロバルブX1が故障しているか否かが判定されてもよい。この場合、ブリッジ回路の代わりに容量成分を形成する複数の電極がアームX126に形成される。アームX126の歪み量と複数の電極間の静電容量の間は相関関係がある。したがって、外部制御装置X55は、この複数の電極間の静電容量の変化に基づいて、マイクロバルブX1が故障しているか否かを判定できる。 In this embodiment, it is determined whether or not the microvalve X1 is out of order based on the change in the resistance constituting the bridge circuit. However, as another method, it may be determined whether or not the microvalve X1 has failed based on the change in capacitance. In this case, a plurality of electrodes forming a capacitive component are formed on the arm X126 instead of the bridge circuit. There is a correlation between the amount of strain in the arm X126 and the capacitance between the plurality of electrodes. Therefore, the external control device X55 can determine whether or not the microvalve X1 has failed based on the change in capacitance between the plurality of electrodes.
(第7実施形態)
次に第7実施形態について説明する。本実施形態は、第5実施形態のマイクロバルブY1が、故障検知機能を有するよう変更されている。具体的には、マイクロバルブY1は、第5実施形態と同じ構成に加え、図29、図30に示すように、故障検知部Y50を備えている。
(7th Embodiment)
Next, the seventh embodiment will be described. In this embodiment, the microvalve Y1 of the fifth embodiment is modified to have a failure detection function. Specifically, the microvalve Y1 includes a failure detection unit Y50 as shown in FIGS. 29 and 30 in addition to the same configuration as that of the fifth embodiment.
故障検知部Y50は、中間層Y12のアームY126に形成されたブリッジ回路を含む。ブリッジ回路は、図30のように接続された4つのゲージ抵抗を含んでいる。つまり、故障検知部Y50は、ダイヤフラムに相当するアームY126の歪みに応じて抵抗が変化するブリッジ回路である。つまり、故障検知部Y50は半導体ピエゾ抵抗式の歪みセンサである。故障検知部Y50は、電気的絶縁膜を介して、アームY126と導通しないように、アームY126に接続されていてもよい。 The failure detection unit Y50 includes a bridge circuit formed on the arm Y126 of the intermediate layer Y12. The bridge circuit includes four gauge resistors connected as shown in FIG. That is, the failure detection unit Y50 is a bridge circuit whose resistance changes according to the distortion of the arm Y126 corresponding to the diaphragm. That is, the failure detection unit Y50 is a semiconductor piezoresistive distortion sensor. The failure detection unit Y50 may be connected to the arm Y126 via an electrical insulating film so as not to be electrically connected to the arm Y126.
このブリッジ回路の対角にある2つの入力端子に配線Y51、Y52が接続される。そして、配線Y51、Y52から当該入力端子に、定電流発生用の電圧が印加される。この配線Y51、Y52は、電気配線Y6、Y7を介してマイクロバルブY1に印加される電圧(すなわち、マイクロバルブ駆動電圧)から分岐して上記2つの入力端子まで伸びている。 Wiring Y51 and Y52 are connected to two input terminals on the diagonal of the bridge circuit. Then, a voltage for generating a constant current is applied from the wirings Y51 and Y52 to the input terminal. The wirings Y51 and Y52 branch from the voltage applied to the microvalve Y1 (that is, the microvalve driving voltage) via the electrical wirings Y6 and Y7 and extend to the above two input terminals.
また、このブリッジ回路の別の対角にある2つの出力端子に、配線Y53、Y54が接続される。そして、アームY126の歪み量に応じた電圧信号が配線Y53、Y54から出力される。この電圧信号は、後述する通り、マイクロバルブY1が正常に作動しているか否かを判別するための情報として使用される。配線Y53、Y54から出力される電圧信号は、マイクロバルブY1の外部にある外部制御装置Y55に入力される。 Further, the wirings Y53 and Y54 are connected to two output terminals on different diagonals of the bridge circuit. Then, a voltage signal corresponding to the amount of distortion of the arm Y126 is output from the wirings Y53 and Y54. As will be described later, this voltage signal is used as information for determining whether or not the microvalve Y1 is operating normally. The voltage signals output from the wirings Y53 and Y54 are input to the external control device Y55 outside the microvalve Y1.
この外部制御装置Y55は、例えば、冷凍サイクル装置10の制御装置100であってもよい。あるいは、この外部制御装置Y55は、車両において、車速、燃料残量、電池残量等を表示するメータECUであってもよい。
The external control device Y55 may be, for example, the
アームY126の歪み量に応じた電圧信号を外部制御装置Y55が配線Y53、Y54を介して取得すると、外部制御装置Y55は、当該電圧信号に応じて、マイクロバルブY1の故障の有無を検知する。検知対象の故障としては、例えば、アームY126が折れる故障、可動部Y128と第1外層Y11または第2外層Y13との間に微小な異物が挟まって可動部Y128が動かなくなる故障、等がある。 When the external control device Y55 acquires a voltage signal corresponding to the amount of distortion of the arm Y126 via the wirings Y53 and Y54, the external control device Y55 detects the presence or absence of failure of the microvalve Y1 according to the voltage signal. Examples of the failure to be detected include a failure in which the arm Y126 breaks, a failure in which a minute foreign substance is caught between the movable portion Y128 and the first outer layer Y11 or the second outer layer Y13, and the movable portion Y128 becomes immobile.
複数本の第1リブY123および複数本の第2リブY124の伸縮に応じて、梁Y127および可動部Y128が変位する際、アームY126の歪み量が変化する。したがって、アームY126の歪み量に応じた電圧信号から、可動部Y128の位置を推定できる。一方、マイクロバルブY1が正常であれば、電気配線Y6、Y7からマイクロバルブY1への通電量と可動部Y128の位置との間にも相関関係がある。この通電量は、マイクロバルブY1を制御するための制御量である。 When the beam Y127 and the movable portion Y128 are displaced according to the expansion and contraction of the plurality of first ribs Y123 and the plurality of second ribs Y124, the amount of strain of the arm Y126 changes. Therefore, the position of the movable portion Y128 can be estimated from the voltage signal corresponding to the amount of distortion of the arm Y126. On the other hand, if the micro valve Y1 is normal, there is also a correlation between the amount of electricity supplied from the electrical wirings Y6 and Y7 to the micro valve Y1 and the position of the movable portion Y128. This energizing amount is a control amount for controlling the micro valve Y1.
外部制御装置Y55は、このことを利用して、マイクロバルブY1の故障の有無を検知する。つまり、外部制御装置Y55は、配線Y53、Y54からの電圧信号から、あらかじめ定められた第1マップに基づいて、可動部Y128の位置を算出する。そして、あらかじめ定められた第2マップに基づいて、可動部Y128の位置から、正常時において当該位置を実現するために必要な電気配線Y6、Y7からマイクロバルブY1への供給電力を算出する。これら第1マップ、第2マップは、外部制御装置Y55の不揮発性メモリに記録されている。不揮発性メモリは、非遷移的実体的記憶媒体である。第1マップにおける電圧信号のレベルと位置との対応関係は、あらかじめ実験等によって定められてもよい。また、第2マップにおける位置と供給電力との対応関係も、あらかじめ実験等によって定められてもよい。 The external control device Y55 utilizes this to detect the presence or absence of failure of the microvalve Y1. That is, the external control device Y55 calculates the position of the movable portion Y128 from the voltage signals from the wirings Y53 and Y54 based on the predetermined first map. Then, based on the second map determined in advance, the power supplied from the electric wirings Y6 and Y7 required to realize the position in the normal state to the microvalve Y1 is calculated from the position of the movable portion Y128. These first map and second map are recorded in the non-volatile memory of the external control device Y55. Non-volatile memory is a non-transitional substantive storage medium. The correspondence between the level and the position of the voltage signal in the first map may be determined in advance by an experiment or the like. Further, the correspondence relationship between the position and the supplied power in the second map may be determined in advance by an experiment or the like.
そして外部制御装置Y55は、算出された電力と、実際に電気配線Y6、Y7からマイクロバルブY1へ供給されている電力とを比較する。そして、外部制御装置Y55は、前者の電力と後者の電力の差の絶対値が許容値を超えていれば、マイクロバルブY1が故障していると判定し、許容値を超えていなければ、マイクロバルブY1が正常であると判定する。そして、外部制御装置Y55は、マイクロバルブY1が故障していると判定した場合に、所定の故障報知制御を行う。 Then, the external control device Y55 compares the calculated electric power with the electric power actually supplied from the electric wirings Y6 and Y7 to the microvalve Y1. Then, the external control device Y55 determines that the micro valve Y1 is out of order if the absolute value of the difference between the former power and the latter power exceeds the permissible value, and if it does not exceed the permissible value, the micro valve Y1 is micro. It is determined that the valve Y1 is normal. Then, when the external control device Y55 determines that the micro valve Y1 is out of order, the external control device Y55 performs predetermined failure notification control.
外部制御装置Y55は、この故障報知制御においては、車内の人に報知を行う報知装置Y56を作動させる。例えば、外部制御装置Y55は、警告ランプを点灯させてもよい。また、外部制御装置Y55は、画像表示装置に、マイクロバルブY1に故障が発生したことを示す画像を表示させてもよい。これによって、車両の乗員は、マイクロバルブY1の故障に気付くことができる。 In this failure notification control, the external control device Y55 operates a notification device Y56 that notifies a person in the vehicle. For example, the external control device Y55 may turn on the warning lamp. Further, the external control device Y55 may cause the image display device to display an image indicating that the micro valve Y1 has failed. As a result, the occupant of the vehicle can notice the failure of the micro valve Y1.
また、外部制御装置Y55は、この故障報知制御においては、車両内の記憶装置に、マイクロバルブY1に故障が発生したことを示す情報を記録してもよい。この記憶装置は、非遷移的実体的記憶媒体である。これにより、マイクロバルブY1の故障を記録に残すことができる。 Further, in this failure notification control, the external control device Y55 may record information indicating that a failure has occurred in the microvalve Y1 in the storage device in the vehicle. This storage device is a non-transitional substantive storage medium. As a result, the failure of the micro valve Y1 can be recorded.
また、外部制御装置Y55は、マイクロバルブY1が故障していると判定した場合は、通電停止制御を行う。通電停止制御では、外部制御装置Y55は、電気配線Y6、Y7からマイクロバルブY1への通電を停止させる。このように、マイクロバルブY1の故障時にマイクロバルブY1への通電を停止することで、マイクロバルブY1の故障時の安全性を高めることができる。 Further, when the external control device Y55 determines that the micro valve Y1 is out of order, the external control device Y55 performs energization stop control. In the energization stop control, the external control device Y55 stops the energization from the electric wires Y6 and Y7 to the micro valve Y1. In this way, by stopping the energization of the micro valve Y1 when the micro valve Y1 fails, the safety of the micro valve Y1 at the time of failure can be enhanced.
以上のように、故障検知部Y50が、マイクロバルブY1が正常に作動しているか否かを判別するための電圧信号を出力することで、外部制御装置Y55は、マイクロバルブY1の故障の有無を容易に判別することができる。 As described above, the failure detection unit Y50 outputs a voltage signal for determining whether or not the microvalve Y1 is operating normally, so that the external control device Y55 determines whether or not the microvalve Y1 has a failure. It can be easily identified.
また、この電圧信号は、アームY126の歪み量に応じた信号である。したがって、電気配線Y6、Y7からマイクロバルブY1への通電量とこの電圧信号との関係に基づいて、マイクロバルブY1の故障の有無を容易に判別することができる。 Further, this voltage signal is a signal corresponding to the amount of distortion of the arm Y126. Therefore, it is possible to easily determine whether or not the microvalve Y1 is out of order based on the relationship between the amount of electricity supplied from the electrical wirings Y6 and Y7 to the microvalve Y1 and this voltage signal.
なお、本実施形態では、ブリッジ回路を構成する抵抗の変化に基づいてマイクロバルブY1が故障しているか否かが判定されている。しかし、他の方法として、静電容量の変化に基づいてマイクロバルブY1が故障しているか否かが判定されてもよい。この場合、ブリッジ回路の代わりに容量成分を形成する複数の電極がアームY126に形成される。アームY126の歪み量と複数の電極間の静電容量の間は相関関係がある。したがって、外部制御装置Y55は、この複数の電極間の静電容量の変化に基づいて、マイクロバルブY1が故障しているか否かを判定できる。 In the present embodiment, it is determined whether or not the microvalve Y1 has failed based on the change in the resistance constituting the bridge circuit. However, as another method, it may be determined whether or not the microvalve Y1 has failed based on the change in capacitance. In this case, a plurality of electrodes forming a capacitive component are formed on the arm Y126 instead of the bridge circuit. There is a correlation between the amount of strain in the arm Y126 and the capacitance between the plurality of electrodes. Therefore, the external control device Y55 can determine whether or not the microvalve Y1 has failed based on the change in capacitance between the plurality of electrodes.
(他の実施形態)
以上、本開示の代表的な実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されることなく、例えば、以下のように種々変形可能である。
(Other embodiments)
Although the typical embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be variously modified as follows, for example.
上述の第1実施形態等では、マイクロバルブX1の開閉によって、各減圧部14、16、18の絞り開度を二段階に調整可能なものを例示したが、これに限定されない。各減圧部14、16、18は、例えば、複数のマイクロバルブX1を有し、複数のマイクロバルブX1の開閉状態を切り替えによって、絞り開度を複数段階に調整可能になっていてもよい。
In the above-described first embodiment and the like, the throttle opening of each of the
上述の第1実施形態等のマイクロバルブX1は、非通電時に絞り開度が最小となる常閉弁ではなく、非通電時に絞り開度が最大となる常開弁として構成されていてもよい。この場合、各減圧部14、16、18は、マイクロバルブX1への非通電時に絞り開度が大開度S2となり、通電時に絞り開度が小開度S1となる。
The micro valve X1 of the first embodiment and the like described above may be configured not as a normally closed valve having a minimum throttle opening when not energized, but as a normally open valve having a maximum throttle opening when not energized. In this case, each of the
上述の実施形態の如く、各減圧部14、16、18は、マイクロバルブX1とブロック体との間にバルブケーシングX2を介在させることが望ましいが、これに限らない。各減圧部14、16、18は、例えば、マイクロバルブX1とブロック体とがバルブケーシングX2を介さずに互いに接するように構成されていてもよい。また、バルブケーシングX2は樹脂に限らない。さらに、バルブケーシングX2とブロック体との間に線膨張係数の違いを吸収できる追加部材が介在されていてもよい。これらのことは、マイクロバルブY1も同様である。
As in the above-described embodiment, it is desirable, but not limited to, each of the
上述の実施形態では、複数本の第1リブX123、複数本の第2リブX124、複数本の第1リブY123、複数本の第2リブY124が通電されることで発熱し、その発熱によって自らの温度が上昇することで膨張する。しかし、これら部材は、温度が変化すると長さが変化する形状記憶材料から構成されていてもよい。 In the above-described embodiment, a plurality of first ribs X123, a plurality of second ribs X124, a plurality of first ribs Y123, and a plurality of second ribs Y124 are energized to generate heat, and the heat generated by the heat generation itself. It expands as the temperature of the air rises. However, these members may be made of a shape memory material whose length changes as the temperature changes.
上述の実施形態では、各減圧部14、16、18がバルブモジュールY0を備えるものを例示したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置10は、各減圧部14、16、18のうち少なくとも1つがバルブモジュールY0を備える構成になっていてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述の実施形態では、本開示の冷凍サイクル装置10では、車室内に供給する空気およびバッテリBTを冷却対象としているものを例示したが、これに限定されない。冷凍サイクル装置10は、車室内に供給する空気およびバッテリBT以外が冷却対象になっていてもよい。
In the above-described embodiment, in the refrigerating
上述の実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Needless to say, in the above-described embodiment, the elements constituting the embodiment are not necessarily essential except when it is clearly stated that they are essential and when they are clearly considered to be essential in principle.
上述の実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されない。 In the above-described embodiment, when numerical values such as the number, numerical value, amount, range, etc. of the components of the embodiment are mentioned, when it is clearly stated that it is particularly essential, and in principle, it is clearly limited to a specific number. Except in cases, it is not limited to the specific number.
上述の実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されない。例えば、マイクロバルブX1の形状やサイズは、上記の実施形態で示したものに限られない。マイクロバルブX1は、極微小流量制御可能で、かつ、流路内に存在する微少ゴミを詰まらせないような水力直径の第1冷媒孔X16、第2冷媒孔X17を有していればよい。このことは、マイクロバルブY1においても同様である。 In the above-described embodiment, when referring to the shape, positional relationship, etc. of a component or the like, the shape, positional relationship, etc., unless otherwise specified or in principle limited to a specific shape, positional relationship, etc. Not limited to, etc. For example, the shape and size of the micro valve X1 are not limited to those shown in the above embodiment. The micro valve X1 may have a first refrigerant hole X16 and a second refrigerant hole X17 having a hydraulic diameter that can control a very small flow rate and do not clog minute dust existing in the flow path. This also applies to the micro valve Y1.
上述の実施形態において、センサから車両の外部環境情報(例えば車外の湿度)を取得することが記載されている場合、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報を受信することも可能である。あるいは、そのセンサを廃し、車両の外部のサーバまたはクラウドからその外部環境情報に関連する関連情報を取得し、取得した関連情報からその外部環境情報を推定することも可能である。 In the above-described embodiment, when it is described that the external environment information of the vehicle (for example, the humidity outside the vehicle) is acquired from the sensor, the sensor is abolished and the external environment information is received from the server or the cloud outside the vehicle. It is also possible. Alternatively, it is possible to abolish the sensor, acquire related information related to the external environmental information from a server or cloud outside the vehicle, and estimate the external environmental information from the acquired related information.
本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in the present disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in the present disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the control unit and method thereof described in the present disclosure may be a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.
(まとめ)
上述の実施形態の一部または全部で示された第1の観点によれば、冷凍サイクル装置は、複数の減圧部の少なくとも1つが、絞り開度を調整するための弁部品を含む可変減圧部である。弁部品は、冷媒が流通する流体室が形成される基部と、温度変化により変位する駆動部と、駆動部の温度変化による変位を増幅する増幅部と、増幅部によって増幅された変位が伝達されて動くことで流体室の冷媒圧力を調整する可動部と、を有する。そして、増幅部が、ヒンジを支点とし、増幅部が駆動部に付勢される付勢位置を力点とし、増幅部と可動部との接続位置を作用点とする梃子として機能するように構成されている。
(Summary)
According to the first aspect shown in some or all of the above embodiments, in a refrigeration cycle apparatus, at least one of the plurality of decompression portions is a variable decompression unit including a valve component for adjusting a throttle opening. Is. In the valve parts, the base part where the fluid chamber through which the refrigerant flows is formed, the drive part that is displaced by the temperature change, the amplification part that amplifies the displacement due to the temperature change of the drive part, and the displacement amplified by the amplification part are transmitted. It has a moving part that adjusts the refrigerant pressure in the fluid chamber by moving. The amplification unit is configured to function as a lever with the hinge as the fulcrum, the amplification unit as the force point at the urging position urged by the drive unit, and the connection position between the amplification unit and the movable unit as the action point. ing.
第2の観点によれば、可変減圧部は、開度が固定された固定絞りを含んでいる。基部には、流体室における冷媒の入口となる第1流体孔、流体室における冷媒の出口となる第2流体孔が形成されている。弁部品は、可動部によって第1流体孔および第2流体孔の連通および遮断を切り替えることで可変減圧部の絞り開度を調整する構成になっている。 According to the second aspect, the variable decompression unit includes a fixed diaphragm having a fixed opening degree. At the base, a first fluid hole serving as an inlet for the refrigerant in the fluid chamber and a second fluid hole serving as an outlet for the refrigerant in the fluid chamber are formed. The valve component is configured to adjust the throttle opening of the variable depressurizing portion by switching the communication and blocking of the first fluid hole and the second fluid hole by the movable portion.
このように、可変減圧部が弁部品だけでなく固定絞りを含む構成とすれば、弁部品における第1流体孔および第2流体孔の連通および遮断の切り替えによって可変減圧部の絞り開度を段階的に調整することができる。また、可変減圧部が固定絞りを含んでいる場合、可変減圧部の絞り開度の調整が不要な際には弁部品を駆動させないことで、弁部品の駆動頻度を低減して、可変減圧部におけるエネルギ消費を抑えることができる。 In this way, if the variable decompression section includes not only the valve component but also the fixed throttle, the throttle opening of the variable decompression section is stepped by switching the communication and blocking of the first fluid hole and the second fluid hole in the valve component. Can be adjusted. Further, when the variable pressure reducing unit includes a fixed throttle, the valve component is not driven when it is not necessary to adjust the throttle opening of the variable pressure reducing unit, thereby reducing the driving frequency of the valve component and reducing the variable pressure reducing unit. Energy consumption can be suppressed.
第3の観点によれば、基部には、流体室における冷媒の入口となる第1流体孔、流体室における冷媒の出口となる第2流体孔が形成されている。弁部品は、可動部によって第1流体孔および第2流体孔の連通および遮断を切り替えるだけでなく、可動部によって第1流体孔および第2流体孔のうち少なくとも一方の流体孔の開度を調整することで、可変減圧部の絞り開度を調整する構成になっている。このように、弁部品を減圧部の絞り開度を変更可能な可変絞りとして構成すれば、弁部品における流体孔の開度を変更することで、減圧部の絞り開度を所望の開度に調整することができる。 According to the third aspect, a first fluid hole serving as an inlet for the refrigerant in the fluid chamber and a second fluid hole serving as an outlet for the refrigerant in the fluid chamber are formed in the base portion. The valve component not only switches the communication and blocking of the first fluid hole and the second fluid hole by the movable part, but also adjusts the opening degree of at least one of the first fluid hole and the second fluid hole by the movable part. By doing so, the throttle opening of the variable decompression unit is adjusted. In this way, if the valve component is configured as a variable throttle in which the throttle opening of the decompression section can be changed, the throttle opening of the decompression section can be adjusted to a desired opening by changing the opening of the fluid hole in the valve component. Can be adjusted.
第4の観点によれば、冷凍サイクル装置は、複数の減圧部の少なくとも1つが、絞り開度を調整可能な可変減圧部である。この可変減圧部は、入口流路、弁室、絞り流路、出口流路が形成されたブロック体と、主弁体と、主弁体を駆動する駆動部材と、を含んでいる。ブロック体には、開度調整室が形成されている。駆動部材は、開度調整室の圧力を調整するための弁部品を含んでいる。弁部品は、冷媒が流通する流体室が形成される基部と、温度変化により変位する駆動部と、駆動部の温度変化による変位を増幅する増幅部と、増幅部によって増幅された変位が伝達されて動くことで開度調整室の冷媒圧力を調整する可動部と、を有する。そして、増幅部が、ヒンジを支点とし、増幅部が駆動部に付勢される付勢位置を力点とし、増幅部と可動部との接続位置を作用点とする梃子として機能するように構成されている。 According to the fourth aspect, in the refrigeration cycle device, at least one of the plurality of decompression units is a variable decompression unit whose throttle opening degree can be adjusted. The variable decompression unit includes a block body in which an inlet flow path, a valve chamber, a throttle flow path, and an outlet flow path are formed, a main valve body, and a drive member for driving the main valve body. An opening degree adjusting chamber is formed in the block body. The drive member includes a valve component for adjusting the pressure in the opening degree adjusting chamber. In the valve parts, the base part where the fluid chamber through which the refrigerant flows is formed, the drive part that is displaced by the temperature change, the amplification part that amplifies the displacement due to the temperature change of the drive part, and the displacement amplified by the amplification part are transmitted. It has a movable part that adjusts the refrigerant pressure in the opening degree adjusting chamber by moving. The amplification unit is configured to function as a lever with the hinge as the fulcrum, the amplification unit as the force point at the urging position urged by the drive unit, and the connection position between the amplification unit and the movable unit as the action point. ing.
第5の観点によれば、基部には、流体室と開度調整室とを連通させる第1流体孔、流体室と入口流路とを連通させる第2流体孔、流体室と出口流路とを連通させる第3流体孔が形成されている。弁部品は、可動部によって第2流体孔および第3流体孔を開閉するだけでなく、可動部によって第2流体孔および第3流体孔のうち少なくとも一方の流体孔の開度を調整することで開度調整室の圧力を変化させる構成になっている。 According to the fifth aspect, the base includes a first fluid hole for communicating the fluid chamber and the opening degree adjusting chamber, a second fluid hole for communicating the fluid chamber and the inlet flow path, and a fluid chamber and the outlet flow path. A third fluid hole is formed to communicate with the fluid. The valve component not only opens and closes the second fluid hole and the third fluid hole by the movable part, but also adjusts the opening degree of at least one of the second fluid hole and the third fluid hole by the movable part. It is configured to change the pressure in the opening adjustment chamber.
これによると、開度調整室の圧力を微調整可能となり、冷媒流量を負荷条件等に応じた適量に調整できるので、放熱器および蒸発器のうち利用側となる熱交換器の能力を効率のよい状態で発揮させることが可能になる。 According to this, the pressure in the opening adjustment chamber can be finely adjusted, and the flow rate of the refrigerant can be adjusted to an appropriate amount according to the load conditions, etc., so that the capacity of the heat exchanger on the user side of the radiator and evaporator can be made more efficient. It will be possible to demonstrate it in good condition.
第6の観点によれば、可変減圧部は、弁部品の取付対象となる被取付対象物に対して弁部品を取り付けるための部品取付部を含んでいる。部品取付部は、弁部品と被取付対象物とが直接接しないように部品取付部と弁部品との間に介在されている。このように、被取付対象物と弁部品との間に部品取付部が介在させる構成とすれば、部品取付部が緩衝材として機能することで、弁部品を保護することができる。 According to the sixth aspect, the variable pressure reducing portion includes a component mounting portion for mounting the valve component on the object to be mounted to which the valve component is mounted. The component mounting portion is interposed between the component mounting portion and the valve component so that the valve component and the object to be mounted do not come into direct contact with each other. In this way, if the component mounting portion is interposed between the object to be mounted and the valve component, the component mounting portion functions as a cushioning material, so that the valve component can be protected.
第7の観点によれば、部品取付部は、部品取付部の線膨張係数が、弁部品の線膨張係数と被取付対象物の線膨張係数との間に値となるように構成されている。これによると、被取付対象物の温度変化による熱歪が生じたとしても、被取付対象物の温度変化による熱歪の応力が部品取付部で吸収されるので、弁部品を保護することができる。 According to the seventh aspect, the component mounting portion is configured such that the coefficient of linear expansion of the component mounting portion is a value between the coefficient of linear expansion of the valve component and the coefficient of linear expansion of the object to be mounted. .. According to this, even if thermal strain occurs due to a temperature change of the object to be mounted, the stress of the thermal strain due to the temperature change of the object to be mounted is absorbed by the component mounting portion, so that the valve component can be protected. ..
第8の観点によれば、被取付対象物は、複数の蒸発器のうち、可変減圧部の冷媒流れ下流側に接続される可変蒸発器の冷媒入口部と冷媒配管とを接続するブロック体である。弁部品は、部品取付部を介してブロック体に取り付けられることで、可変蒸発器と一体的に構成されている。 According to the eighth viewpoint, the object to be attached is a block body that connects the refrigerant inlet portion of the variable evaporator connected to the downstream side of the refrigerant flow of the variable decompression unit and the refrigerant pipe among the plurality of evaporators. is there. The valve component is integrally configured with the variable evaporator by being attached to the block body via the component mounting portion.
これによると、冷媒配管には、減圧部を通過する前の高温高圧の冷媒が流れる。このような構成では、冷媒配管を冷媒が流れる際に、冷媒配管周囲に放熱できるので、蒸発器の吸熱能力を向上させることが可能となる。このような構成は、蒸発器を利用側の熱交換器とする場合に好適である。 According to this, the high-temperature and high-pressure refrigerant before passing through the decompression section flows through the refrigerant pipe. In such a configuration, when the refrigerant flows through the refrigerant pipe, heat can be dissipated around the refrigerant pipe, so that the endothermic capacity of the evaporator can be improved. Such a configuration is suitable when the evaporator is used as a heat exchanger on the user side.
第9の観点によれば、複数の蒸発器には、室内に供給する空気を冷却対象とする冷房用蒸発器、充放電可能なバッテリを冷却対象とする電池用蒸発器が含まれている。電池用蒸発器の冷媒出口側には、電池用蒸発器の冷媒出口側の圧力を所定の圧力に維持する圧力調整弁が設けられている。これによると、例えば、バッテリの冷却と車室内の冷房を同時に行う際、電池用蒸発器を通過する冷媒の圧力を維持しつつ、冷房用蒸発器を通過する冷媒の圧力を低下させることができる。 According to the ninth aspect, the plurality of evaporators include a cooling evaporator for cooling the air supplied to the room and a battery evaporator for cooling the chargeable / discharging battery. A pressure adjusting valve for maintaining the pressure on the refrigerant outlet side of the battery evaporator at a predetermined pressure is provided on the refrigerant outlet side of the battery evaporator. According to this, for example, when cooling the battery and cooling the passenger compartment at the same time, it is possible to reduce the pressure of the refrigerant passing through the cooling evaporator while maintaining the pressure of the refrigerant passing through the battery evaporator. ..
第10の観点によれば、複数の蒸発器には、室内に供給する空気を冷却対象とする冷房用蒸発器、充放電可能なバッテリを冷却対象とする電池用蒸発器が含まれている。冷房用蒸発器の冷媒出口側には、冷房用蒸発器の冷媒出口側の圧力を所定の圧力に維持する圧力調整弁が設けられている。 According to the tenth aspect, the plurality of evaporators include a cooling evaporator for cooling the air supplied to the room and a battery evaporator for cooling the chargeable / discharging battery. A pressure adjusting valve for maintaining the pressure on the refrigerant outlet side of the cooling evaporator at a predetermined pressure is provided on the refrigerant outlet side of the cooling evaporator.
これによると、例えば、バッテリの冷却と車室内の冷房を同時に行う際、冷房用蒸発器を通過する冷媒の圧力を維持しつつ、電池用蒸発器を通過する冷媒の圧力を低下させることができる。 According to this, for example, when cooling the battery and cooling the passenger compartment at the same time, it is possible to reduce the pressure of the refrigerant passing through the battery evaporator while maintaining the pressure of the refrigerant passing through the cooling evaporator. ..
第11の観点によれば、弁部品は、当該弁部品が正常に作動しているか故障しているかを判別するための信号を出力する故障検知部を備えている。弁部品がこのような信号を出力することで、弁部品の故障の有無を容易に判別できる。 According to the eleventh viewpoint, the valve component includes a failure detection unit that outputs a signal for determining whether the valve component is operating normally or failing. When the valve component outputs such a signal, it is possible to easily determine whether or not the valve component has a failure.
第12の観点によれば、弁部品が出力する信号は、増幅部の歪み量に応じた信号である。このようになっていることで、この信号と弁部品を制御するための制御量との関係に基づいて、弁装置の故障の有無を判別することができる。 According to the twelfth viewpoint, the signal output by the valve component is a signal corresponding to the amount of distortion of the amplification unit. In this way, it is possible to determine the presence or absence of a failure of the valve device based on the relationship between this signal and the control amount for controlling the valve component.
第13の観点によれば、駆動部は、通電されることで発熱し、故障検知部は、弁部品が故障している場合に弁部品に対する通電を停止する装置に、信号を出力する。このように、弁部品の故障時に通電を停止することで、故障時の安全性を高めることができる。 According to the thirteenth aspect, the drive unit generates heat when energized, and the failure detection unit outputs a signal to a device that stops energization of the valve component when the valve component fails. In this way, by stopping the energization when the valve component fails, the safety at the time of failure can be enhanced.
第14の観点によれば、故障検知部は、弁部品が故障している場合に、人に報知を行う報知装置を作動させる装置に、信号を出力する。これにより、人は、弁部品の故障を知ることができる。 According to the fourteenth viewpoint, the failure detection unit outputs a signal to a device that operates a notification device that notifies a person when a valve component is out of order. Thereby, a person can know the failure of the valve component.
第15の観点によれば、弁部品は、半導体チップによって構成されている。これによれば、弁部品を小型に構成できる。 According to the fifteenth aspect, the valve component is composed of a semiconductor chip. According to this, the valve component can be made compact.
11 圧縮機
12 放熱器
14、16、18 冷房用減圧部、第1電池用減圧部、第2電池用減圧部
15、17、19 冷房用蒸発器、第1電池用蒸発器、第2電池用蒸発器
X1 マイクロバルブ(弁部品)
X11、X121、X13 基部
X123、X124、X125 駆動部
X126、X127 増幅部
X128 可動部
11
X11, X121, X13 Base X123, X124, X125 Drive X126, X127 Amplifier X128 Movable part
Claims (15)
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器の冷媒流れ下流側において、互いに並列となるように接続される複数の減圧部(14、16、18)と、
複数の前記減圧部それぞれの冷媒流れ下流側に接続され、前記減圧部で減圧された冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(15、17、19)と、を備え、
複数の前記減圧部の少なくとも1つは、絞り開度を調整するための弁部品(X1)を含む可変減圧部(14、16、18)であり、
前記弁部品は、
前記放熱器を通過した冷媒の少なくとも一部が流通する流体室(X19)が形成される基部(X11、X12、X13)と、
自らの温度が変化すると変位する駆動部(X123、X124、X125)と、
前記駆動部の温度の変化による変位を増幅する増幅部(X126、X127)と、
前記増幅部によって増幅された変位が伝達されて動くことで、前記流体室における冷媒の圧力を調整する可動部(X128)と、を有し、
前記駆動部が温度の変化によって変位したときに、前記駆動部が付勢位置(XP2)において前記増幅部を付勢することで、前記増幅部がヒンジ(XP0)を支点として変位するとともに、前記増幅部と前記可動部の接続位置(XP3)で前記増幅部が前記可動部を付勢し、
前記ヒンジから前記付勢位置までの距離よりも、前記ヒンジから前記接続位置までの距離の方が長くなっている、冷凍サイクル装置。 It is a refrigeration cycle device
A compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant,
A radiator (12) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor, and
On the downstream side of the refrigerant flow of the radiator, a plurality of decompression units (14, 16, 18) connected in parallel with each other
A plurality of evaporators (15, 17, 19) connected to the downstream side of the refrigerant flow of each of the plurality of decompression units and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression unit are provided.
At least one of the plurality of decompression portions is a variable decompression portion (14, 16, 18) including a valve component (X1) for adjusting the throttle opening degree.
The valve parts
Bases (X11, X12, X13) on which a fluid chamber (X19) through which at least a part of the refrigerant that has passed through the radiator flows flows, and
Drive units (X123, X124, X125) that displace when their temperature changes,
Amplifying units (X126, X127) that amplify the displacement due to changes in the temperature of the driving unit,
It has a movable part (X128) that adjusts the pressure of the refrigerant in the fluid chamber by transmitting and moving the displacement amplified by the amplification part.
When the drive unit is displaced due to a change in temperature, the drive unit biases the amplification unit at the urging position (XP2), so that the amplification unit is displaced with the hinge (XP0) as a fulcrum and the above. At the connection position (XP3) between the amplification unit and the movable portion, the amplification portion urges the movable portion.
A refrigeration cycle device in which the distance from the hinge to the connection position is longer than the distance from the hinge to the urging position.
前記基部には、前記流体室における冷媒の入口となる第1流体孔(X16)、前記流体室における冷媒の出口となる第2流体孔(X17)が形成されており、
前記弁部品は、前記可動部によって前記第1流体孔および前記第2流体孔の連通および遮断を切り替えることで前記可変減圧部の絞り開度を調整する構成になっている、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 The variable decompression unit includes a fixed diaphragm (170) having a fixed opening degree.
A first fluid hole (X16) serving as an inlet for the refrigerant in the fluid chamber and a second fluid hole (X17) serving as an outlet for the refrigerant in the fluid chamber are formed in the base portion.
The valve component has a configuration according to claim 1, wherein the valve component is configured to adjust the throttle opening degree of the variable decompression unit by switching the communication and blocking of the first fluid hole and the second fluid hole by the movable portion. Refrigeration cycle equipment.
前記弁部品は、前記可動部によって前記第1流体孔および前記第2流体孔の連通および遮断を切り替えるだけでなく、前記可動部によって前記第1流体孔および前記第2流体孔のうち少なくとも一方の流体孔の開度を調整することで、前記可変減圧部の絞り開度を調整する構成になっている、請求項1に記載の冷凍サイクル装置。 A first fluid hole (X16) serving as an inlet for the refrigerant in the fluid chamber and a second fluid hole (X17) serving as an outlet for the refrigerant in the fluid chamber are formed in the base portion.
The valve component not only switches the communication and blocking of the first fluid hole and the second fluid hole by the movable portion, but also by the movable portion, at least one of the first fluid hole and the second fluid hole. The refrigeration cycle device according to claim 1, wherein the throttle opening of the variable decompression unit is adjusted by adjusting the opening of the fluid hole.
冷媒を圧縮して吐出する圧縮機(11)と、
前記圧縮機から吐出された冷媒を放熱させる放熱器(12)と、
前記放熱器の冷媒流れ下流側において、互いに並列となるように接続される複数の減圧部(14、16、18)と、
複数の前記減圧部それぞれの冷媒流れ下流側に接続され、前記減圧部で減圧された冷媒を蒸発させる複数の蒸発器(15、17、19)と、を備え、
複数の前記減圧部の少なくとも1つは、絞り開度を調整可能な可変減圧部(14、16、18)であり、
前記可変減圧部は、
前記放熱器を通過した冷媒が流入する入口流路(281)、前記入口流路に連通する弁室(283)、前記弁室に流入した冷媒を減圧膨張させる絞り流路(284)、前記絞り流路を通過した冷媒を前記蒸発器に向けて流出させる出口流路(282)が形成されたブロック体(28)と、
前記弁室に収容され、前記絞り流路における絞り開度を調整する主弁体(285)と、
前記主弁体を駆動する駆動部材(X0)と、を含んでおり、
前記ブロック体には、前記主弁体を開弁側または閉弁側に押圧するための冷媒が導入される開度調整室(286)が形成されており、
前記駆動部材は、前記開度調整室の圧力を調整するための弁部品(Y1)を含んでおり、
前記弁部品は、
前記開度調整室に導入する冷媒が流通する流体室(Y19)が形成される基部(Y11、Y12、Y13)と、
自らの温度が変化すると変位する駆動部(Y123、Y124、Y125)と、
前記駆動部の温度の変化による変位を増幅する増幅部(Y126、Y127)と、
前記増幅部によって増幅された変位が伝達されて動くことで、前記流体室を流れる冷媒の圧力を調整する可動部(Y128)と、を有し、
前記駆動部が温度の変化によって変位したときに、前記駆動部が付勢位置(YP2)において前記増幅部を付勢することで、前記増幅部がヒンジ(YP0)を支点として変位するとともに、前記増幅部と前記可動部の接続位置(YP3)で前記増幅部が前記可動部を付勢し、
前記ヒンジから前記付勢位置までの距離よりも、前記ヒンジから前記接続位置までの距離の方が長くなっている、冷凍サイクル装置。 It is a refrigeration cycle device
A compressor (11) that compresses and discharges the refrigerant,
A radiator (12) that dissipates heat from the refrigerant discharged from the compressor, and
On the downstream side of the refrigerant flow of the radiator, a plurality of decompression units (14, 16, 18) connected in parallel with each other
A plurality of evaporators (15, 17, 19) connected to the downstream side of the refrigerant flow of each of the plurality of decompression units and evaporating the refrigerant decompressed by the decompression unit are provided.
At least one of the plurality of decompression units is a variable decompression unit (14, 16, 18) whose throttle opening degree can be adjusted.
The variable decompression unit
An inlet flow path (281) into which the refrigerant that has passed through the radiator flows in, a valve chamber (283) that communicates with the inlet flow path, a throttle flow path (284) that reduces and expands the refrigerant that has flowed into the valve chamber, and the throttle. A block body (28) having an outlet flow path (282) for discharging the refrigerant that has passed through the flow path toward the evaporator.
A main valve body (285) housed in the valve chamber and adjusting the throttle opening in the throttle flow path,
A driving member (X0) for driving the main valve body is included.
The block body is formed with an opening degree adjusting chamber (286) into which a refrigerant for pressing the main valve body to the valve opening side or the valve closing side is introduced.
The drive member includes a valve component (Y1) for adjusting the pressure in the opening degree adjusting chamber.
The valve parts
The bases (Y11, Y12, Y13) on which the fluid chamber (Y19) through which the refrigerant introduced into the opening degree adjusting chamber flows flows, and
Drive units (Y123, Y124, Y125) that displace when their temperature changes,
Amplifying units (Y126, Y127) that amplify the displacement due to changes in the temperature of the driving unit, and
It has a movable part (Y128) that adjusts the pressure of the refrigerant flowing through the fluid chamber by transmitting and moving the displacement amplified by the amplification part.
When the drive unit is displaced due to a change in temperature, the drive unit biases the amplification unit at the urging position (YP2), so that the amplification unit is displaced with the hinge (YP0) as a fulcrum and the above. The amplification unit urges the movable portion at the connection position (YP3) between the amplification unit and the movable portion.
A refrigeration cycle device in which the distance from the hinge to the connection position is longer than the distance from the hinge to the urging position.
前記弁部品は、前記可動部によって前記第2流体孔および前記第3流体孔を開閉するだけでなく、前記可動部によって前記第2流体孔および前記第3流体孔のうち少なくとも一方の流体孔の開度を調整することで前記開度調整室の圧力を変化させる構成になっている、請求項4に記載の冷凍サイクル装置。 The base includes a first fluid hole (Y16) that communicates the fluid chamber and the opening degree adjusting chamber, a second fluid hole (Y17) that communicates the fluid chamber and the inlet flow path, and the fluid chamber. A third fluid hole (Y17) that communicates with the outlet flow path is formed.
The valve component not only opens and closes the second fluid hole and the third fluid hole by the movable portion, but also uses the movable portion to open and close the second fluid hole and at least one of the third fluid holes. The refrigerating cycle apparatus according to claim 4, wherein the pressure in the opening degree adjusting chamber is changed by adjusting the opening degree.
前記部品取付部は、前記弁部品と前記被取付対象物とが直接接しないように前記部品取付部と前記弁部品との間に介在されている、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 The variable decompression unit includes a component mounting portion (X3, Y3) for mounting the valve component on an object to be mounted (27, 28) to which the valve component is mounted.
The component mounting portion is one of claims 1 to 5, wherein the component mounting portion is interposed between the component mounting portion and the valve component so that the valve component and the object to be mounted do not come into direct contact with each other. The refrigeration cycle device described.
前記被取付対象物は、前記可変蒸発器の冷媒入口部と冷媒配管(26)とを接続する継手(27C)であり、
前記弁部品は、前記部品取付部を介して前記継手に取り付けられることで、前記可変蒸発器と一体的に構成される、請求項6または7に記載の冷凍サイクル装置。 When the variable evaporator is connected to the downstream side of the refrigerant flow of the variable decompression section among the plurality of evaporators.
The object to be attached is a joint (27C) that connects the refrigerant inlet portion of the variable evaporator and the refrigerant pipe (26).
The refrigeration cycle apparatus according to claim 6 or 7, wherein the valve component is integrally formed with the variable evaporator by being attached to the joint via the component mounting portion.
前記電池用蒸発器の冷媒出口側には、前記電池用蒸発器の冷媒出口側の圧力を所定の圧力に維持する圧力調整弁(20)が設けられている、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 The plurality of evaporators include a cooling evaporator (15) for cooling the air supplied to the room, and a battery evaporator (17, 19) for cooling a chargeable / discharging battery (BT). And
Any one of claims 1 to 8, wherein a pressure adjusting valve (20) for maintaining the pressure on the refrigerant outlet side of the battery evaporator at a predetermined pressure is provided on the refrigerant outlet side of the battery evaporator. The refrigeration cycle apparatus according to one.
前記冷房用蒸発器の冷媒出口側には、前記冷房用蒸発器の冷媒出口側の圧力を所定の圧力に維持する圧力調整弁(20A)が設けられている、請求項1ないし8のいずれか1つに記載の冷凍サイクル装置。 The plurality of evaporators include a cooling evaporator (15) for cooling the air supplied to the room, and a battery evaporator (17, 19) for cooling a chargeable / discharging battery (BT). And
Any one of claims 1 to 8, wherein a pressure adjusting valve (20A) for maintaining the pressure on the refrigerant outlet side of the cooling evaporator at a predetermined pressure is provided on the refrigerant outlet side of the cooling evaporator. The refrigeration cycle apparatus according to one.
前記故障検知部は、前記弁部品が故障している場合に前記弁部品に対する通電を停止する装置(X55、Y55)に、前記信号を出力する、請求項11または12に記載の冷凍サイクル装置。 The drive unit generates heat when energized,
The refrigeration cycle device according to claim 11 or 12, wherein the failure detection unit outputs the signal to a device (X55, Y55) that stops energization of the valve component when the valve component is out of order.
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