JP2022085869A

JP2022085869A - 冷媒回路の制御のための多方向弁

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Publication number: JP2022085869A
Application number: JP2021185421A
Authority: JP
Inventors: ボーネンシュテンゲル，ペーター; Bohnenstengel Peter; ドルン，クリスティアン; Dorn Christian; エーメン，アンドレアス; Ehmen Andreas; ケストラー，ハンス; Koestler Hans; マウラー，ライナー; Maurer Rainer; フォン・ラート，フォルカー; Von Rad Volker; シャウヴェッカー，カイ; Schauwecker Kai
Original assignee: Otto Egelhof GmbH and Co KG
Current assignee: Otto Egelhof GmbH and Co KG
Priority date: 2020-11-27
Filing date: 2021-11-15
Publication date: 2022-06-08
Also published as: CN114562837A; EP4006391A1; DE102020131446A1; US20220170559A1; US11767922B2

Abstract

【課題】冷媒回路の制御のための多方向弁を提供すること。【解決手段】本発明は、熱ポンプ機能を有する冷却システムの冷媒回路を制御する多方向弁に関し、多方向弁は、２つの相互対向端面（１８、１９）を有する筐体（１２）であって、２つの相互対向端面（１８、１９）のそれぞれは、調整室（３１、３２）が接続される挿入開口（２９、３０）を備える、筐体（１２）と、調整室（３１、３２）にそれぞれ挿入することができる多方向弁装置（２１、２２）であって、多方向弁装置（２１、２２）は、少なくとも１つの基体（４１）及び回転摺動弁装置（５１、５２）を備える、多方向弁装置（２１、２２）と、各場合において、それぞれの調整室（３１、３２）に開口する筐体（１２）内の１つの接続部（２５、１６）と、少なくとも１つの通路（３４、３５）に開口する筐体（１２）内の少なくとも更なる接続部（２６、２７）とを有し、少なくとも１つの通路（３４、３５）は、調整室（３１、３２）の間に延在する。【選択図】図３

Description

本発明は、熱ポンプ機能を有する冷却システムを有する冷媒回路を制御する多方向弁に関する。

独国特許出願公開第１０２０１７１０２８４１Ａ１号（特許文献１）から、冷媒回路を制御する多方向弁が公知である。この多方向弁は、回転摺動弁装置を中に設けた筐体を備え、モータによって駆動されるシャフトを介して様々な切替え位置を制御する。筐体は、第１の流体通路によって調整室に接続される第１の入口開口を含む。筐体内の第２の接続開口は、第２の流体通路に接続され、第２の流体通路は調整室に接続される。第３の通路及び第４の通路は、調整室から出口接続部にそれぞれ通じる。冷媒回路を制御する複数の切替え位置及びサービス位置は、そのような多方向弁によって制御することができる。この実施形態では、筐体は、第１の筐体半部と第２の筐体半部とを備え、第１の筐体半部及び第２の筐体半部は、回転摺動弁装置を調整室内に配置し、シャフトによって作動される。

独国特許出願公開第１０２０１７１０２８４１Ａ１号

本発明は、冷媒回路のいくつかの切替え位置に対する単純な構成及び個々の制御を可能にする多方向弁を提案する目的に基づく。

この目的は、熱ポンプ機能を有する冷却システムの冷媒回路を制御する多方向弁によって解決され、多方向弁は、２つの相互対向端面又は互いに割り当てられた２つの端面を有する筐体を備え、端面のそれぞれは、調整室に隣接する挿入開口を備え、挿入開口内に、それぞれの多方向弁装置を挿入可能であり、多方向弁装置は、少なくとも１つの基体と回転摺動弁装置とを備える。筐体は、各場合において、調整室に関連付けた接続開口と、多方向弁装置の２つの回転摺動弁装置の間に設けた少なくとも２つの更なる接続開口とを有する。この構成により、筐体を一体形成可能にする。この構成は、構造的に単純な設計を呈する。更に、この多方向弁は、２つの多方向弁装置を互いに対向して同じ筐体内に挿入可能であるという利点を有する。多方向弁装置の設計は、簡略化することができ、しかも、例えば、最大６つ切替え位置、及び好ましくは１つのサービス位置を設定、制御し得ることが可能である。

有利には、多方向弁の筐体内の２つの対向する調整室は、共通の長手方向軸で位置合わせされる。筐体に挿入可能な多方向弁装置のそれぞれは、好ましくは、互いに鏡面反転して位置合わせされる。このことにより、２つの調整室の間の構造、特に導管構成を簡略化し得る。代替的に、調整室の２つの長手方向軸を９０°から１７９°の間、好ましくは、１３５°から１７９°の間の角度で互いに対して位置合わせすることが規定される。

更に、筐体内の各挿入開口は、好ましくは、多方向弁装置のそれぞれの基体によって閉鎖される。したがって、この多方向弁装置を筐体に挿入した後、耐圧構成がもたらされる。

多方向弁装置の回転摺動弁装置はそれぞれ、好ましくは、シャフトによって駆動され、シャフトは、好ましくは共通軸上にある。このことにより、多方向弁の簡略化した構成を可能にし得る。更に、筐体内で対向する調整室は、好ましくは、筐体の長手方向軸と同軸に配置した２つの通路に接続される。これらの通路は、好ましくは、調整室内に配置した２つの回転摺動弁装置の間に延在する。

更に、調整室内への少なくとも１つの接続開口は、好ましくは、調整室に接線方向に向けられる。したがって、接続部は、調整室に偏心して位置合わせされる。このようにして、冷媒が多方向弁の調整室に流れる際、冷媒の流れの最適化及び低い圧力損失を達成することができる。

多方向弁のための筐体の好ましい実施形態によれば、調整室内への少なくとも１つの接続開口、及び２つの調整室の間に設けた少なくとも１つの接続部は、筐体上で同じ方向に位置合わせされる。したがって、据付けを簡略化することができる。

好ましくは、筐体は、少なくとも断面内に、長方形断面と、調整室への少なくとも１つの接続開口とを有し、２つの調整室の間に設けた接続部、及び通路への開口は、筐体の同じ側面で位置合わせされる。好ましくは、更なる調整室のための少なくとも１つの接続部は、筐体の隣接面又は反対側面と位置合わせされる。このことは、据付け状況の改善、及び電池冷却システム内の冷却器又は空調システムのための蒸発器等、冷媒回路の更なる構成要素に接続する可能性を可能にする。

多方向弁の各多方向弁装置は、好ましくは、シャフトを駆動する駆動部を備え、シャフトは、回転摺動弁装置を制御する。このようにして、各多方向弁装置は、それぞれの切替え位置で、好ましくは互いに調和して制御することができる。

好ましくは、２つの多方向弁装置を制御することができる共通の制御がもたらされる。各多方向弁装置に対する個々の切替え位置を組み合わせることによって、単純な構造設計の回転摺動弁装置により多数の切替え位置を制御することができる。

多方向弁装置の駆動部は、好ましくは、平坦な長方形筐体として形成される。筐体の長手方向軸は、複数の接続部を有する筐体の側面とは異なって向けられる。このことにより、接続の最適化を可能にする。

好ましくは、筐体の少なくとも１つの側面には、接続器がない。このことにより、組付け界面をもたらすことができる。

多方向弁の場合、調整室への１つの接続開口は、好ましくは、全ての調節可能切替え位置で冷媒の入口として制御可能であり、好ましくは、第１の多方向弁装置は、筐体の高圧側に向けて配置される。第１の多方向弁装置は、好ましくは、調整室内で優勢な圧力条件に適するように設計される。

第１の多方向弁装置の反対側の第２の多方向弁装置は、好ましくは、筐体の低圧側に配置される。筐体の低圧側上での流れの条件は、高圧側の流れの条件とは異なるため、第２の多方向弁装置の回転摺動弁装置は、それに応じて適合することができる。

多方向弁の構造を簡略化するため、第１の多方向弁装置及び第２の多方向弁装置は、好ましくは、駆動部、好ましくは同じ駆動部のための接続点を有する。特に、２つの多方向弁装置の基体も、同じ設計であってよい。

更に、第１の多方向弁装置及び第２の多方向弁装置は、好ましくは、基体と回転摺動弁装置との間に駆動器を備え、この駆動器は、シャフトによって回転可能に制御され、回転摺動弁装置のそれぞれの制御円板を回転可能に制御する。したがって、そのような回転摺動弁装置の原則構造は、両方の多方向弁装置で維持することができる。特に、回転摺動弁装置の制御円板は、異なる切替え位置で更なる封止体を伴わずに互いに対して封止状態であるように、互いに一致する。

更なる好ましい実施形態によれば、第１の多方向弁装置は、調整室に挿入可能であり、入口として形成した接続部は、加圧可能であり、冷媒は、一方の通路、又はもう一方の通路、又は２つの通路に比例して搬送され、第１の多方向弁装置の回転摺動弁装置は、回転可能回転摺動弁及び固定回転摺動支持体によって形成され、固定回転摺動支持体は、好ましくは、圧力下、調整室の底部に対して接触配置されることが規定される。

回転摺動弁装置に対し、第２の多方向弁装置は、好ましくは、第１の多方向弁装置の回転摺動弁装置とは異なって構成される。このことは、最初に回転摺動支持体に作用するため、圧力勾配及び流れの方向に適合させるためである。この第２の多方向弁装置において、圧力は、第１の多方向弁装置とは反対の方向で作用する。

好ましくは、第２の多方向弁装置において、回転摺動支持体は、２つの接続ブッシュを有し、２つの接続ブッシュは、導管の区分に接続可能であり、それぞれ封止体によって封止される。好ましくは、導管に面する接続ブッシュの端面は、挿入面取り部を備える。このことにより、一方では、流れを最適化し、もう一方では、接続ブッシュの端面上の冷媒の圧力による表面圧力を低減可能である。

有利には、多方向弁の上記の実施形態は、最大６つの異なる切替え位置、及び好ましくは、冷媒回路のサービス作業のための１つの切替え位置を制御するために使用することができる。この文脈において、６つの切替え位置とは、接続部が互いに異なる様式で接続され、依然として、個々の流量体積に対して切替え位置の間で設定が可能であるという意味であると理解されたい。

本発明及び更なる有利な実施形態及び更なる実施形態を、図示の例を参照しながら以下でより詳細に記載、説明する。説明及び図面から理解される特徴は、本発明に従って個々に又はあらゆる組合せで適用することができる。

多方向弁の斜視図である。図１による多方向弁の概略側面図である。図１による多方向弁の概略長手方向断面である。多方向弁の第１の多方向弁装置の概略拡大図である。多方向弁の第２の多方向弁装置の概略拡大断面図である。図１による多方向弁の第１の切替え位置を示す冷媒回路の概略構成の図である。図６による多方向弁の切替え位置における、多方向弁の切替え位置の概略図、及び多方向弁装置の回転摺動弁装置の図である。図６による多方向弁の切替え位置における、多方向弁の切替え位置の概略図、及び多方向弁装置の回転摺動弁装置の図である。図６による多方向弁の切替え位置における、多方向弁の切替え位置の概略図、及び多方向弁装置の回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び多方向弁装置の回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び多方向弁装置の回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び多方向弁装置の回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。多方向弁の更なる切替え位置を有する冷媒回路の概略構成の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。冷媒の流れ方向における多方向弁の切替え位置の概略図、及び回転摺動弁装置の図である。

図１は、多方向弁１１の斜視図を示す。この多方向弁１１は、熱ポンプ機能を有する冷却システムの冷媒回路１２（図６及び図１３）を制御するために使用される。

この多方向弁１１は、例えば、長方形断面を有する筐体１２を備える。この筐体１２は、一方の端面上に組付け界面１４を有し、組付け界面１４には、例えば締結要素を取り付ける穴が設けられる。もう一方の端面には、冷媒を供給又は排出する接続部１６が設けられる。筐体１２の一方の端面１８及び反対端面１９上に第１の多方向弁装置２１が配置され、第１の多方向弁装置２１の反対側に第２の多方向弁装置２２が配置される。ただ１つの駆動部２３がこれら多方向弁装置２１、２２のそれぞれに見られる。以下、図３から図５による断面図において多方向弁装置２１、２２をより詳細に説明する。

図２による多方向弁１１の側面図において、例えば、３つの更なる接続部２５、２６、２７が筐体１２の更なる側面内に設けられる。これら接続部２５、２６、２７は、好ましくは駆動部２３の長手方向軸２４に平行に位置合わせされる側面上に設けられる。

多方向弁１１の別の好ましい実施形態によれば、全ての接続部１６、２５、２６、２７が筐体１２の一方の側面上に配置されることを規定し得る。また、代替的に、接続部１６、２５、２６、２７は、筐体の各側面上に設けることができる。筐体の側面１２ごとの接続部の数及び向きは、据付け状況に適合させることができる。

図３は、図１に示す多方向弁１１の長手方向断面を示す。第１の多方向弁装置２１及び第２の多方向弁装置２２のそれぞれの駆動部２３は、部分的にのみ図示する。

この長手方向断面は、多方向弁１１の筐体１２が好ましくは一体に形成されることを示す。挿入開口２９、３０は、端面１８、１９のそれぞれに設けられ、端面１８、１９のそれぞれは、調整室３１、３２に隣接する。第１の接続部２５は、調整室３１に関連付けられる。２つの通路３４、３５は、２つの調整室３１と３２との間に設けられ、一方の通路３４は、接続部２６に接続され、もう一方の通路３５は、接続部２７に接続される。第１の調整室３１の反対側の第２の調整室３２は、接続部１６に接続される。

この多方向弁１１は、筐体１２内で互いに反対側の第１の多方向弁装置２１及び第２の多方向弁装置２２を収容する。これらはそれぞれ、挿入開口２９、３０を介して対応する調整室３１、３２に挿入することができ、より詳細に図示しない着脱可能固定手段を介して中に固定される。多方向弁装置２１、２２は、類似構造を有する。多方向弁装置２１、２２は、挿入開口２９、３０に挿入可能な基体４１を備える。少なくとも１つの封止体４２は、この調整室３１、３２を外側から封止するため基体の外周上に設けられる。基体４１において、シャフト４３は、シャフト支承部４５によって回転可能に案内される。更に、封止体は、シャフト４３と基体４１との間に配置されるシャフト封止体４４によって調整室に対して設けられる。歯付き歯車４７は、シャフト４３の前端に設けられ、シャフト４３は、駆動部２３（図４及び図５）の相補形駆動要素４８に駆動接続される。

少なくとも１つの封止体４９（図４及び図５）も、基体４１と駆動部２３又はその筐体との間に設けられる。

駆動部２３の反対側で、シャフト４３は、回転摺動弁装置５１、５２に接続される。第１の多方向弁装置２１の回転摺動弁装置５１は、好ましくは、第２の多方向弁装置２２の回転摺動弁装置５２とは異なり、図４及び図５において以下で更に詳細に説明する。

駆動器５３は、回転摺動弁装置５１、５２とシャフト４４との間に設けられ、駆動器５３は、シャフト４３に固定接続され、回転摺動弁装置５２、５３の回転摺動支持体５６、５７に対する回転摺動弁５４、５５の回転運動を制御する。シャフト４３は、例えば、駆動器５４に溶接、特にレーザー溶接されるか、又ははんだ付けされるか、プレス加工されるか、又はリベット留めされる。

接続部２５は、冷媒の入口として形成される。したがって、この第１の調整室３１内に高圧が存在する。第１の多方向弁装置２１は、調整室３１内の高圧側上に設けられ、相応に形成される。

接続部２６、２７は、低圧側に設けられる。更に、第２の多方向弁装置２２は、低圧側で第２の調整室３２内に配置される。接続部１６は、出口として構成される。導管３４、３５に開口する接続部２６、２７は、入口又は出口として制御することができ、制御とは無関係に、低圧側で加圧される。

筐体１２から調整室３１に入る入口２５、及び第２の調整室３２から筐体１２の外側への接続部１６は、好ましくは、それぞれの多方向弁装置２１、２２の長手方向軸に対して偏心して設けられる。入口２５及び接続部１６は、偏心して調整室３１、３２に開口し、冷媒を丸断面の基体４１に供給する。このことにより、冷媒の流れを最適化した供給及び／又は排出を可能にする。更に、調整室３１への接続部２５の前縁、及び調整室３２と出口１６との間の縁部は、内部面取り部を有し、これにより、接続部２５から調整室３１への間、及び／又は調整室３２から接続部１６への間の圧力低下の低減を可能にする。接続部２６、２７は、通路３４、３５に対しても偏心して配置される。

調整室３１、３２は、互いに対向し、第１の多方向弁装置２１及び第２の多方向弁装置２２の挿入後、シャフト４３の長手方向軸が、好ましくは共通長手方向軸に沿ってあるように位置合わせされる。通路３４、３５は、筐体１２の長手方向軸及びシャフト４３の長手方向軸と同軸に位置合わせされる。代替的に、シャフト４３の長手方向軸を、共通の筐体１２内で互いに平行に位置合わせし得ることも想定し得る。多方向弁装置２１、２２の２つのシャフト４３の長手方向軸を共通の筐体１２内で＜１８０°の角度で配置することも可能である。据付け構成に応じて、９０°の角度又は９０°から１８０°までの角度での調整室３１、３２の位置合わせは、通路３４、３５により実現することもでき、通路３４、３５は、流れに好都合な対応する形状を有する。

回転摺動弁装置５１、５２はそれぞれ、第１の回転可能回転摺動弁５４、５５を備え、第１の回転可能回転摺動弁５４、５５は、例えば、２つの貫通開口６１、６２を備える。これら回転摺動弁５４、５５は、回転摺動支持体５６、５７に関連付けられる。これら回転摺動支持体５６、５７もそれぞれ、貫通開口６３、６４を備える。第１の回転摺動弁５４、５５が回転摺動支持体５６、５７に対して対応して重複しているか又はずれているかによって、対応する通路開口は、遮断、完全な非遮断、及び独立開放、又は共に部分開放することができる。このことを以下の図７から図１２及び図１４で説明する。回転摺動支持体５６、５７内のそれぞれの貫通開口６３、６４は、通路３４、３５と位置合わせされる。

回転摺動弁５４、５５及び回転摺動支持体５６、５７は、好ましくはセラミックから形成される。回転摺動弁５４、５５及び回転摺動支持体５６、５７は、プラスチック又は金属から作製することもできる。

多方向弁１１のこの実施形態によって、例えば、入口として形成される接続部２５を通って入る冷媒は、第１の多方向弁装置２１によって、通路３４のみ、若しくは通路３５のみに供給されるか、又は両通路３４、３５のそれぞれに、冷媒が比例して供給される。第２の多方向弁装置２１の第２の回転摺動弁装置５２の切替え位置に応じて、例えば、通路３４内に存在する冷媒は、出口として形成した接続部２６を介して流出することができる。同様に、通路３５内に供給される冷媒は、接続部２７を介して排出することができる。また、切替え位置は、出口として構成した接続部１６が冷媒を排出するように採用することができる。

図４は、図３の更なる断面図の第１の多方向弁装置２１の概略拡大図を示す。図４に示す断面図は、図３の断面図に対して９０°回転している。この断面図から、この回転摺動支持体５６は、ピン５８により筐体１２に回転固定式に組み付けられることがわかる。代替的に、回転摺動支持体５６は、ねじ接続によって筐体１２に固定保持されることを規定し得る。筐体１２に対して回転摺動支持体５６を封止構成する場合、図３に示すように封止体５９を設けることができ、各通路開口６３、６４に対して、封止体５９が、筐体１２と回転摺動支持体５６との間に封止構成を備えるようにする。

回転摺動弁５４は、回転摺動支持体５６の方向で見ると、上側から開始するカップ形状凹部を有し、貫通開口６１、６２に合流する。このことにより、流線形構成をもたらすことができる。

駆動器５３は、好ましくは、少なくとも１つの、特に２つのピン６８（図３）によって回転可能回転摺動弁５４に対する回転に対して固定される。好ましくは、摺動面６９は、回転可能回転摺動弁５４と回転摺動支持体５６との間に設けられ、回転摺動支持体５６の端面に対して隆起する。したがって、回転摺動支持体５６への回転摺動弁５４の回転運動の促進を生じさせることができる。同時に、封止面は、貫通穴６３、６４の周囲に延在するこの隆起摺動面５９によって形成することができる。更に、個々の区分形状の摺動面６９を支持面として形成することができる。

図５は、第２の多方向弁装置２２の概略拡大断面図を示す。この断面図も、図３の断面図から９０°回転している。この断面図により、駆動器５３が、ピン６８を介して回転可能回転摺動弁５５と係合し、回転可能回転摺動弁５５に回転接続されることが明らかである。例えば、ピン６８、特にダウエル・ピンを従動子５３に圧入し、回転可能回転摺動弁５５内の凹部を係合することができる。好ましくは、ピン６８と回転摺動弁５５との間に締まり嵌めがもたらされる。好ましくは、ピン６８は、プラスチック・スリーブにより回転摺動弁５５内の穴に圧入され、横力なしにトルクを伝達する。駆動器１８と回転摺動弁５５との間のこの接続は、図４による回転摺動弁装置５１内にもたらすこともできる。

第２の調整室３２内に配置した回転摺動弁装置５２は、優勢な圧力条件のため、回転摺動弁装置５１とは異なって設計される。低圧は、調整室３２内に存在する。通路３４、３５において、冷媒は依然として高圧である。第２の回転摺動弁装置５２の回転摺動支持体５７と調整室３２との間の封止構成を可能にするため、差込みブッシュ７１を導管３４及び３５のそれぞれに挿入することが規定される。封止構成は、封止体７２によって通路３４、３５の外側に封止される。この挿入ブッシュ７１は、導管３４、３５の長手方向軸に対して軸方向で変位可能であるように配置される。好ましくは、ばね要素７３は、挿入ブッシュ７１の肩部７４と調整室３２の底部７５との間に配置される。したがって、挿入ブッシュ７１は、回転摺動弁装置５２の方に付勢される。流れ方向で見た入口側では、挿入ブッシュ７１は、流線形構成を形成する傾斜部７７を有することができる。反対側では、挿入ブッシュ７１は、回転摺動支持体５７を当接及び／又は係合する当接面又は受けを含むことができる。回転摺動支持体５７は、２つの環状体によって形成することができ、挿入ブッシュ７１上で受けられ、保持される。２つの環状体は、摺動面６９により回転摺動弁５５を係合することができる。

図６は、冷媒回路９０の例示的構造を示す。この冷媒回路９０は、冷却モードで動作する。流れの方向で説明されるこの冷媒回路９０は、高圧下、冷媒を膨張弁９２に供給する凝縮器９１を備える。膨張弁９２の低圧側では、膨張冷媒を圧縮器９４に供給する蒸発器９３が設けられる。圧縮器９４の出口には、多方向弁１１の筐体１２の接続部２５に直接通じる流体管９５が設けられる。図３に示す第１の多方向弁装置２１の切替え位置のために、冷媒は、通路３５に流れ、次に、接続部２７に流れ、これにより、冷媒は、凝縮器９１に供給される。第２の多方向弁装置２２の切替え位置のために、凝縮器９６内部に蓄積した冷媒を抽出することができ、これにより、冷媒は、接続部２６を介して通路３４に供給され、通路３４から、第２の回転摺動弁装置５２を介して調整室３２に搬送され、再度、接続部１６を介して冷媒回路９０に供給される。

図７ａは、図６に示すこの切替え位置の概略図を示す。図７ｂは、流れの方向で見た第１の回転摺動弁装置５１の図を示す。この図から、通路開口６１及び６３が共通の通路を形成する一方で、第２の通路開口６２及び６４は重複せず、この通路を遮断することが明らかである。図７ｃは、流れの方向で見た第２の回転摺動弁装置５２の図を示す。回転可能回転摺動弁５５の通路開口６２は、回転摺動支持体５７の通路開口６４を部分的にのみ開ける一方で、減少した流れの冷媒は、接続部１６に到達する。他の貫通開口６１、６３は遮断される。

図８ａは、多方向弁１１の別の切替え位置を示す。この切替え位置は、純粋な冷却モードを制御することができる。ここで、図８ｂによれば、第１の回転摺動弁装置５１は、接続部２７への１つの通路を解放し、接続部２６への更なる通路を遮断することが規定される。図８ｃは、通路３４及び３５の調整室３２への通過を遮断する第２の回転摺動弁装置５２の切替え位置を示す。

図９ａは、多方向弁１１の別の切替え位置を示す。この切替え位置は、冷却モードから熱ポンプ・モードへの移行とすることができる。図９ｂは、第１の回転摺動弁装置５１の切替え位置を示す。回転可能回転摺動弁５４の２つの貫通穴６１、６２は、回転摺動支持体５６の貫通穴６３、６４を部分的にのみ覆い、このため、冷媒は、調整室３１から通路３４、３５に流れる。図９ｃに示す第２の回転摺動弁装置５２の切替え位置に従って、更なる調整室３２への流れが遮断されるため、通路３４、３５に開放される冷媒は、接続部２６、２７に完全に流れ切る。

図１０ａは、多方向弁１１の別の可能な切替え位置を示す。図１０ｂによる第１の回転摺動弁装置５１は、通路６２、６４が開放され、冷媒が通路３４に入り、接続部２６に搬送されるように制御される。接続部２７への通路は遮断される。図１０ｃにおいて、第２の回転摺動弁装置５２は、遮断位置で設けられる。

図１１ａは、多方向弁１１の別の可能な切替え位置を示す。ここで、この切替え位置は、熱ポンプ・モード、特に、冷却回路からの同時抽出を伴う加熱とすることができる。この場合、図１１ｂに示す第１の回転摺動弁装置５１は、図１０ｂに示すように配置される。冷却回路から同時抽出する場合、第２の回転摺動弁装置５２は、図１１ｃに示す切替え位置に移動し、通路開口６１、６３は部分的にのみ開放される。

図１１ａとは対照的に、図１２ａは、接続部２６から接続部１６への冷媒の流量が増大していることを示す。このことは、図１１ｃと図１２ｃとの比較によって示され、第２の回転摺動弁装置５２の貫通開口６１、６３が合同であり、したがって最大開口が解放されていることを示す。

図１２に示す多方向弁１１のこの切替え位置は、流れの矢印によって示される加熱モードでの図１３に示す冷媒回路９０を制御する。

図１４ａは、多方向弁１１の別の可能な切替え位置を示す。この切替え位置は、いわゆるサービス位置であり、例えば、冷媒回路９０からの排出、及びその後の冷媒の充填が可能である。この切替え位置において、第１の回転摺動弁装置５１は、通路開口６１、６３及び６２、６４に対して部分的に開放され、このため、通路３４、３５に充填され、冷媒は接続部２６、２７を介して流出できることが規定される。更に、第２の回転摺動弁装置５２は、冷媒が第２の調整室３２に流入し、接続部１６を介して流出可能であるように、部分的に開放される。

上記した切替え位置に対する更なる切替え位置も可能である。そのような中間位置を使用し、個々の体積流量を変更、制御することができる。

１１多方向弁
１２筐体
１４組付け界面
１６接続部（ポート４）
１８前側
１９前側
２１第１の多方向弁装置（ＨＤ）
２２第２の多方向弁装置（ＬＰ）
２３駆動部
２４長手方向軸
２５接続部（ポート１）
２６接続部（ポート２）
２７接続部（ポート３）
２９挿入開口
３０挿入開口
３１第１の調整室
３２第２の調整室
３３１２の長手方向軸
３４通路
３５通路
４１基体
４２封止要素
４３シャフト
４４シャフト封止体
４５シャフト支承部
４７歯車
４８駆動要素
４９封止体
５１第１の回転摺動弁装置
５２第２の回転摺動弁装置
５３駆動器
５４５２の回転摺動弁
５５５３の回転摺動弁
５６５１の回転摺動支持体
５７５２の回転摺動支持体
５８ピン
５９ガスケット
６１貫通穴
６２貫通開口
６３貫通穴
６４貫通開口
６８ピン
６９摺動面
７１挿入ブッシュ
７２ガスケット
７３ばね要素
７４肩部
７５底部
７７傾斜部
９０冷媒回路
９１凝縮器
９２膨張弁
９３蒸発器
９４圧縮器
９５流体管
９６内側凝縮器

Claims

熱ポンプ機能を有する冷却システムの冷媒回路を制御する多方向弁であって、前記多方向弁は、
－相互に対向するか又は互いに対して割り当てられた２つの端面（１８、１９）を有する筐体（１２）であって、各前記端面（１８、１９）は、調整室（３１、３２）に隣接する挿入開口（２９、３０）を備える、筐体（１２）と、
－前記調整室（３１、３２）にそれぞれ挿入可能である多方向弁装置（２１、２２）であって、前記多方向弁装置（２１、２２）は、少なくとも１つの基体（４１）及び回転摺動弁装置（５１、５２）を備える、多方向弁装置（２１、２２）と、
－前記それぞれの調整室（３１、３２）に開口する前記筐体（１２）内のそれぞれの接続部（２５、１６）と、
－少なくとも１つの通路（３４、３５）に開口する前記筐体（１２）内の少なくとも更なる接続部（２６、２７）と
を有し、前記少なくとも１つの通路（３４、３５）は、前記調整室（３１、３２）の間に延在する、多方向弁。
前記筐体（１２）は、２つの調整室（３１、３２）を備え、前記２つの調整室（３１、３２）は、９０°から１７９°の間の角度で互いに位置合わせする、又は前記筐体（１２）の長手方向軸で位置合わせすることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記筐体（１２）内の前記挿入開口（２９、３０）はそれぞれ、各前記多方向弁装置（２１、２２）の前記基体（４１）によって閉鎖することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記回転摺動弁装置（５１、５２）はそれぞれ、前記多方向弁装置（２１、２２）のそれぞれのシャフト（４３）によって駆動し、前記筐体（１２）内で互いに対して配置した前記シャフト（４３）は、共通長手方向軸（３３）に沿ってあることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
対向する前記調整室（３１、３２）は、前記筐体（１２）の前記長手方向軸（３３）に同軸に配置した２つの通路（３４、３５）に接続し、好ましくは、前記多方向弁装置（２１、２２）の前記２つの回転摺動弁装置（５１、５２）の間に延在することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記調整室（３１、３２）に開口する前記少なくとも１つの接続部（１６、２５）は、前記調整室（３１、３２）に対して接線方向に向けられることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記調整室（３１、３２）に開口する前記少なくとも１つの接続部（１６、２５）、及び前記多方向弁装置（２１、２２）の前記２つの回転摺動弁装置（５１、５２）の間に設けた前記少なくとも１つの接続部（２６、２７）は、前記筐体（１２）上で同じ方向で位置合わせすることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記筐体（１２）は、少なくとも断面内に、長方形断面と、前記調整室（３１）内にある少なくとも１つの接続部（２５）とを有し、前記通路（３４、３５）に開口する前記接続部（２６、２７）は、前記筐体（１２）の同じ側面で位置合わせし、更なる調整室（３２）の少なくとも１つの更なる接続部（１６）は、前記筐体（１２）の隣接面又は対向側面で位置合わせすることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
各前記多方向弁装置（２１、２２）は、駆動部（２３）を備え、前記駆動部（２３）は、前記回転摺動弁装置（５１、５２）に接続するシャフト（３４）を駆動することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記第１の多方向弁装置（２１）及び前記第２の多方向弁装置（２２）は、共通の制御によって駆動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記多方向弁装置（２１、２２）の前記駆動部（２３）は、平坦な長方形筐体を備え、前記駆動部（２３）の前記筐体の長手方向軸（２４）は、前記複数の接続部（２５、２６、２７）が設けられる前記筐体（１２）の横側とは異なって向けられることを特徴とする、請求項９に記載の多方向弁。
前記筐体（１２）の側面には、接続部（１６、２５、２６、２７）がなく、配置界面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記回転摺動弁装置（５１、５２）の全ての切替え位置において、前記調整室（３１）につながる前記１つの接続部（２５）は、冷媒の入口として配置し、前記第１の多方向弁装置（２１）は、前記筐体（１２）の高圧側に配置することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記第１の多方向弁装置（２１）の反対側の前記第２の多方向弁装置（２２）は、前記筐体（１２）の低圧側に配置することを特徴とする、請求項１３に記載の多方向弁。
前記第１の多方向弁装置（２１）及び前記第２の多方向弁装置（２２）は、同じ基体（４１）と、前記駆動部（２３）、好ましくは同じ駆動部のための接続界面とを有することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記第１の多方向弁装置（２１）及び前記第２の多方向弁装置（２２）は、前記基体（４１）と前記回転摺動弁装置（５１、５２）との間に、駆動器（５３）を備え、前記駆動器（５３）は、前記シャフト（４３）によって回転可能に駆動し、前記回転摺動弁装置（５１、５２）のそれぞれの回転摺動弁（５４、５５）を回転可能に駆動することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記第１の多方向弁装置（２１）は、前記調整室（３１）に挿入可能であり、入口として設計した前記接続部（２５）は、加圧可能であり、冷媒は、一方又は両方の通路（３４、３５）に搬送し、前記第１の多方向弁装置（２１）の前記回転摺動弁装置（５１）は、前記第１の回転可能回転摺動弁（５４）及び第２の回転摺動支持体（５６）によって形成し、前記第２の回転摺動支持体（５６）は、好ましくは、冷媒の圧力下、前記調整室（３１）の基部に対して当接保持することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記第２の多方向弁装置（２２）の前記回転摺動弁装置（５２）は、冷媒が前記２つの通路（３４、３５）から前記調整室（３２）に流れる方向で構成し、最初に、前記第２の回転摺動支持体（５７）に作用することを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。
前記第２の多方向弁装置（２２）の前記回転摺動弁装置（５２）の前記第２の回転摺動支持体（５７）は、２つの接続ブッシュを備え、前記接続ブッシュは、前記通路（３４、３５）に少なくとも部分的に挿入可能であり、好ましくは、前記通路（３４、３５）内に長手方向に変位可能に案内され、それぞれ、封止体によって前記通路（３４、３５）から封止し、好ましくは、前記通路（３４、３５）に面する前記接続ブッシュの端面は、挿入面取り部（７７）を備えることを特徴とする、請求項１８に記載の多方向弁。
前記２つの多方向弁装置（２１、２２）は、最大６つの異なる位置まで移動可能であることを特徴とする、請求項１に記載の多方向弁。