JP4039134B2 - 冷凍サイクル装置に用いる弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、暖房時には圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を凝縮器側をバイパスして蒸発器に直接導入することにより、蒸発器をガス冷媒の放熱器として使用するホットガスヒータ機能を持った冷凍サイクル装置に用いる弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用空調装置では冬期暖房時に温水（エンジン冷却水）を暖房用熱交換器に循環させ、この暖房用熱交換器にて温水を熱源として空調空気を加熱するようにしている。この場合、温水温度が低いときには車室内への吹出空気温度が低下して必要な暖房能力が得られない場合がある。
【０００３】
そこで、特開平５−２２３３５７号公報においては、ホットガスバイパスにより暖房機能を発揮できる冷凍サイクル装置が提案されている。この従来装置では、図７に示すように圧縮機１０の吐出側を凝縮器１９等をバイパスして蒸発器２８の入口側に直接接続するホットガスバイパス通路１８を設けるとともに、このホットガスバイパス通路１８に暖房用減圧装置１７を設け、さらに、凝縮器１９への冷媒通路およびホットガスバイパス通路１８を開閉する冷房用電磁弁１５と暖房用電磁弁１５Ａを設けている。
【０００４】
車室内２５の空調ユニット２６内には、蒸発器２８の下流側に温水式の暖房用ヒータコア２９が配置されており、そして、冬期暖房時において、暖房用ヒータコア２９に循環する温水温度が所定温度より低いとき（エンジン１２の始動暖機時等）には、冷房用電磁弁１５を閉じて暖房用電磁弁１５Ａを開くことにより、圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（ホットガス）をホットガスバイパス通路１８に流入させる。
【０００５】
そして、このホットガスを暖房用減圧装置１７にて減圧した後に蒸発器２８に直接導入することにより、蒸発器２８でガス冷媒から空調空気に放熱することにより、暖房機能を発揮できるようにしている。
【０００６】
また、凝縮器１９下流側にレシーバ（受液器）５１を配置している。このレシーバ５１は、冷房時に、凝縮器１９を通過した冷媒（ガス冷媒を一部含む飽和冷媒）の気液を分離して、余剰の液冷媒を貯留するものである。また、ホットガスによる暖房時に圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（ホットガス）をホットガスバイパス通路１８を通して蒸発器２８に直接導入するので、蒸発器２８の出口と圧縮機１０の吸入側との間に冷媒の気液を分離するアキュムレータ（低圧側気液分離器）３１を設け、このアキュムレータ３１で分離したガス冷媒を圧縮機１０に吸入させている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術によると、冷房モードと暖房モードの冷媒流路を切り替えるために、２つの電磁弁１５、１５Ａを用いており、更に、暖房モード時にホットガスバイパス通路１８の冷媒が凝縮器１９へ流入することを防止する逆止弁２１を電磁弁１５、１５Ａとは別途独立に構成、配置している。
【０００８】
従って、冷房モードのみを実施する通常の車両用冷凍サイクル装置に対して、２つの電磁弁１５、１５Ａおよび逆止弁２１を追加設置する必要があり、部品点数の増加によるコストアップを招く。
【０００９】
そこで、本出願人においては、先に、特願２００１−１５６０３３号の特許出願において、ホットガスヒータ機能を持った車両用冷凍サイクル装置の弁装置部を簡素化するための構成を提案している。
【００１０】
図１は上記先願および本発明の冷凍サイクル装置の全体システム構成図であり、図８は上記先願の弁装置１４部分の概略断面図である。
【００１１】
上記先願では、弁装置１４の１つのハウジング部材１４０の内部に冷房用電磁弁１５、暖房用差圧弁１６、暖房用減圧装置１７、逆止弁２１等の要素を一体に構成して、弁装置部の簡素化を図っている。
【００１２】
ところが、本発明者らの実験検討によると、弁装置部の一体化に伴って夏期の冷房モード時に冷房能力の低下を生じることが判明した。これを図８に基づいて具体的に説明すると、図８は冷房モード時の冷媒流れ状態を示しており、冷房用電磁弁１５が開弁することにより、圧縮機１０の吐出側が凝縮器１９の入口側に連通している。この連通により暖房用差圧弁１６は閉弁してホットガスバイパス通路１８の閉塞状態を維持する。
【００１３】
従って、圧縮機１０の吐出側→凝縮器１９→冷房用減圧装置２０→逆止弁２１→蒸発器２８→圧縮機１０の吸入側という閉回路にて冷媒が循環する。なお、逆止弁２１は冷房用減圧装置２０から蒸発器２８入口側への冷媒流れ方向のみで開弁し、ホットガスバイパス通路１８から冷房用減圧装置２０への冷媒流れ方向では閉弁するようになっている。
【００１４】
以上により、冷房モード時には１つのハウジング部材１４０の内部に、高圧通路４５と低圧通路７０の両方が形成されることになる。ここで、ハウジング部材１４０は、切削加工による加工の容易性、あるいは強度確保等の観点から、アルミニウム、真鍮等の金属で形成しているので、熱伝導性が良好である。
【００１５】
この結果、高圧通路４５の高温の高圧冷媒と低圧通路７０の低温の低圧冷媒とがハウジング部材１４０での熱伝導を介して熱交換し、低圧冷媒が高圧冷媒より吸熱するので、冷房能力が低下するという不具合が生じることが分かった。
【００１６】
本発明は上記点に鑑みて案出されたもので、ホットガスヒータ機能を持った車両用冷凍サイクル装置の弁装置であって、一体化されたハウジング部材の内部に高圧通路と低圧通路の両方を形成する弁装置において、高圧冷媒と低圧冷媒との間の熱交換を抑制することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、冷房用減圧装置（２０）にて減圧された低圧冷媒が蒸発器（２８）で蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を蒸発器（２８）に直接導入して蒸発器（２８）で放熱させる暖房モードとを切り替える冷凍サイクル装置に用いる弁装置において、
ハウジング部材（１４０）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、圧縮機（１０）吐出側に連通する第１通路（４１）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、凝縮器（１９）の入口側に連通する第２通路（４２）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、第１通路（４１）と第２通路（４２）との間を連通する高圧通路（４５）と、高圧通路（４５）を開閉する第１弁手段（１５）と、蒸発器（２８）の入口側に連通する第３通路（４３）と、凝縮器（１９）の出口側に冷房用減圧装置（２０）を介して連通する第４通路（４４）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、第３通路（４３）と第４通路（４４）との間を連通する低圧通路（７０）と、ハウジング部材（１４０）に設けられ、第１通路（４１）と第３通路（４３）との間を暖房用減圧装置（１７）を介して連通するホットガスバイパス通路（１８）とを備え、
ハウジング部材（１４０）は、高圧通路（４５）を含む高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路（７０）を含む低圧通路側部分（１４０ｂ）とを包含しており、
ホットガスバイパス通路（１８）は、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）の両方にわたって形成され、
ホットガスバイパス通路（１８）のうち、高圧通路側部分（１４０ａ）に位置する部位に第２弁手段（１６）が設けられており、
第２弁手段（１６）は、冷房モード時にホットガスバイパス通路（１８）を閉塞し、暖房モード時にはホットガスバイパス通路（１８）を開口するようになっており、
ホットガスバイパス通路（１８）のうち第２弁手段（１６）の下流側通路部が低圧通路（７０）に連通しており、
ホットガスバイパス通路（１８）における第２弁手段（１６）の下流側通路部のうち低圧通路（７０）に隣接する通路部は高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分を横切るように形成され、
さらに、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分に、両部分（１４０ａ、１４０ｂ）間の熱伝導を抑制するスリット部（１４０ｃ）が設けられ、
スリット部（１４０ｃ）は、第２弁手段（１６）の側方に位置して低圧通路（７０）に隣接する通路部と交差する方向に形成されていることを特徴とする。
【００１８】
これにより、先願発明と同様に、第１弁手段（１５）と第２弁手段（１６）の２つの弁手段をハウジング部材（１４０）内に一体部品として取り扱うことができるので、弁装置全体を大幅に小型軽量、かつ低コストで製造できる。また、ハウジング部材（１４０）の内部において、凝縮器（１９）の出口側に接続される第４通路（４４）を低圧通路（７０）により蒸発器入口側に連通する第３通路（４３）に連通させることができる。このため、ハウジング部材（１４０）の第３通路（４３）と蒸発器（２８）の入口側との間を１本の低圧側配管（２２）で接続するだけでよい。
【００１９】
そして、冷房モード時には、ハウジング部材（１４０）の内部において、高温高圧の圧縮機吐出ガス冷媒が第１通路（４１）から高圧通路（４５）を通過して第２通路（４２）へと流れると同時に、冷房用減圧装置（２０）で減圧された低温の低圧冷媒が第４通路（４４）から低圧通路（７０）を通過して第３通路（４３）へと流れる。従って、高圧通路（４５）の高圧冷媒と低圧通路（７０）の低圧冷媒とがハウジング部材（１４０）での熱伝導を介して熱交換するという現象が生じる。
【００２０】
そこで、請求項１に記載の発明では、ハウジング部材（１４０）の高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）の両方にわたって形成されるホットガスバイパス通路（１８）のうち、高圧通路側部分（１４０ａ）に位置する部位に、ホットガスバイパス通路（１８）を開閉する第２弁手段（１６）を設け、
ホットガスバイパス通路（１８）における第２弁手段（１６）の下流側通路部のうち低圧通路（７０）に隣接する通路部は高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分を横切るように形成され、
ハウジング部材（１４０）の高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分に、この両部分（１４０ａ、１４０ｂ）間の熱伝導を抑制するスリット部（１４０ｃ）を設け、
このスリット部（１４０ｃ）は、第２弁手段（１６）の側方に位置して低圧通路（７０）に隣接する通路部と交差する方向に形成されている。
これにより、冷房モード時に低圧通路（７０）の低圧冷媒が高圧通路（４５）の高圧冷媒から吸熱することを効果的に抑制して、冷房能力の低下を抑制できる。
【００２１】
請求項２に記載の発明では、請求項１において、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）とが金属にて一体に形成されており、
スリット部（１４０ｃ）は、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分のうちホットガスバイパス通路（１８）の周辺部を除く部分に形成されていることを特徴とする。
【００２２】
これにより、ハウジング部材（１４０）が熱伝導の良好な金属にて一体に形成されていても、スリット部（１４０ｃ）を高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分に設けることにより、金属材料による熱伝導面積を減少して低圧冷媒の吸熱による冷房能力の低下を効果的に抑制できる。
【００２３】
請求項３に記載の発明では、請求項１において、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）をそれぞれ金属製の別体部品にて構成し、ホットガスバイパス通路（１８）を別体部品からなる高圧通路側部分（１４０ａ）と別体部品からなる低圧通路側部分（１４０ｂ）の両方にそれぞれ形成するとともに、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）とを、ホットガスバイパス通路（１８）の連通部分周辺部で接触させて一体に締結し、
スリット部（１４０ｃ）は、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との間にて、前記連通部分周辺部を除く部分に形成されていることを特徴とする。
【００２４】
このように、ハウジング部材（１４０）の高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）をそれぞれ金属製の別体部品で構成する場合においても、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）との間にスリット部（１４０ｃ）を形成して、請求項１、２と同様の作用効果を発揮できる。
【００３１】
本発明におけるハウジング部材（１４０）の一体化は、請求項３の記載から理解されるように、高圧通路側部分（１４０ａ）と低圧通路側部分（１４０ｂ）とを別体で形成し、この２つの別体部品を、配管部品を介在せずに、一体に締結する構成も包含する。
【００３２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１は第１実施形態による車両空調用冷凍サイクル装置を示すものであり、圧縮機１０は、電磁クラッチ１１を介して車両エンジン１２により駆動される。圧縮機１０の吐出配管１３には弁装置１４が設けられている。
【００３４】
この弁装置１４は、冷房用通路を開閉する電磁弁（第１弁手段）１５と、暖房用通路を開閉する差圧弁（第２弁手段）１６と、暖房用減圧装置１７と、逆止弁２１とを共通のハウジング部材１４０により１つの部品として一体化したもので、その詳細は図２により後述する。弁装置１４の内部にホットガスバイパス通路１８が形成され、このホットガスバイパス通路１８に暖房用差圧弁１６と暖房用減圧装置１７が設けられる。
【００３５】
圧縮機１０の吐出配管１３は弁装置１４の冷房用電磁弁１５を介して凝縮器１９の冷媒入口側に接続される。そして、凝縮器１９の冷媒出口側には冷房用減圧装置２０が接続されている。この冷房用減圧装置２０は本例では固定絞りにて構成されており、固定絞りとして具体的には細径（例えば、φ１．２〜１．３ｍｍ程度）の管を所定長さとすることにより圧損を発生するキャピラリチューブを用いている。凝縮器１９は電動冷却ファン１９ａにより送風される外気冷却風により冷却される。
【００３６】
なお、弁装置１４は、図示しない適宜の取付ブラケットを介して凝縮器１９の適宜の部位（例えば、上部サイドプレート等）に取り付け固定することができ、これにより、凝縮器１９と弁装置１４を車両搭載前に予め一体化しておくことができる。
【００３７】
逆止弁２１は上記したホットガスバイパス通路１８の暖房用減圧装置１７の出口側と冷房用減圧装置２０の出口側との間に接続されて、暖房モード時にホットガスバイパス通路１８から凝縮器１９側へ冷媒が逆流するのを防止する逆流防止手段である。ホットガスバイパス通路１８は、弁装置１４の内部において、暖房用差圧弁１６の入口部から暖房用減圧装置１７の出口部に至る極めて短い通路となる。
【００３８】
そして、ホットガスバイパス通路１８の出口部と逆止弁２１の出口部とを合流させて、この合流部を１本の入口側低圧配管２２に結合し、この１本の低圧配管２２をダッシュボード２３の穴を貫通して車室内２５へ配管する。ここで、ダッシュボード２３は車両のエンジンルーム２４と車室内２５とを仕切るものである。
【００３９】
車室内２５の前方部の計器盤（図示せず）下方部には空調ユニット２６が配置され、この空調ユニット２６内において、空調用電動送風機２７の空気下流側に蒸発器２８が配置され、この蒸発器２８の更に下流側に温水式の暖房用ヒータコア２９が配置されている。
【００４０】
上記低圧配管２２は蒸発器２８の冷媒入口部に結合され、この蒸発器２８の冷媒出口部には出口側低圧配管３０が接続され、この出口側低圧配管３０はダッシュボード２３を貫通してエンジンルーム２４側へ配管され、エンジンルーム２４内のアキュームレータ３１の入口に接続され、アキュームレータ３１の出口は吸入配管３２を通して圧縮機１０の吸入口に接続される。
【００４１】
アキュームレータ３１は周知のごとく蒸発器２８の出口側低圧配管３０から流入する冷媒の気液を分離して液冷媒を貯留するものであって、ガス冷媒を圧縮機１０に吸入させるとともに、潤滑オイルを圧縮機１０に戻すために、アキュームレータタンク底部付近の液冷媒の一部を圧縮機１０に吸入させるものである。
【００４２】
なお、前記した空調ユニット２６において、蒸発器２８は空調用送風機２７により送風される空気（車室内空気または外気）を冷房モード時（あるいは除湿必要時）には冷媒蒸発潜熱の吸熱により冷却し、また、冬期暖房モード時には、蒸発器２８はホットガスバイパス通路１８からの高温冷媒ガス（ホットガス）が流入して空気を加熱するので、放熱器としての役割を果たす。
【００４３】
また、暖房用ヒータコア２９には、車両エンジン１２の温水（冷却水）がエンジン駆動の温水ポンプ（図示せず）により循環することにより、温水を熱源として蒸発器通過後の空気を加熱する。そして、暖房用ヒータコア２９の下流側に設けられた吹出口（図示せず）から車室内２５へ空調空気を吹き出すようになっている。
【００４４】
また、冷房用電磁弁１５は空調用電子制御装置３３からの制御信号により通電が断続されて、開閉する。また、冷房用電磁弁１５の他に、電磁クラッチ１１、凝縮器用電動冷却ファン１９ａ、空調用電動送風機２７等の電気機器の作動も空調用電子制御装置３３の制御信号により制御される。なお、空調用電子制御装置３３には、周知のように車両環境条件を検出するセンサ群３３ａの検出信号、空調操作パネル３３ｂの操作部材３３ｃの操作信号等が入力される。
【００４５】
次に、弁装置１４の具体的構成を図２により説明する。弁装置１４のハウジング部材１４０は、アルミニュウム、真鍮等の金属材により直方体状等の形状に形成され、ハウジング部材１４０の一端側（図２の右側）に第１、第２通路４１、４２を開口し、他端側（図２の左側）に第３、第４通路４３、４４を開口している。
【００４６】
第１通路４１は圧縮機１０の吐出側に接続され、第２通路４２は凝縮器１９の入口側に接続される。また、第３通路４３は蒸発器２８の入口側に接続され、第４通路４４は冷房用減圧装置２０を介して凝縮器１９の出口側に接続される。なお、これらの第１〜第４通路４１〜４４は図１の対応部位にも黒丸の点にて図示してある。
【００４７】
電磁弁１５は、上記第１通路４１（圧縮機１０吐出側）と上記第２通路４２（凝縮器１９入口側）との間の高圧通路４５を開閉する弁体１５ａ、この弁体１５ａにばね力を作用させるばね１５ｂ、このばね１５ｂのばね力に抗して弁体１５ａを変位させる電磁力を発生する電磁コイル１５ｃ等を備えている。
【００４８】
なお、図２では図示の簡略化のため、電磁弁１５を直動式として図示しているが、弁体１５ａは高圧通路４５を開閉するために大きな駆動力を必要とするので、実際には、電磁コイル４７の電磁力により駆動される副弁体（パイロット弁）と、この副弁体の変位に伴って変位して高圧通路４５を開閉する主弁体（弁体１５ａに対応）とを有するパイロット式電磁弁により電磁弁１５を構成している。
【００４９】
図２は電磁弁１５の開弁時を示しており、開弁時には電磁コイル１５ｃが非通電の状態にあるので、ばね１５ｂのばね力により弁体１５ａが高圧通路４５の弁座部４５ａから開離して高圧通路４５を開口状態とする。これに対して、電磁コイル１５ｃに通電すると、電磁コイル１５ｃの電磁力によって弁体１５ａが高圧通路４５の弁座部４５ａに圧着して高圧通路４５を閉塞する。
【００５０】
次に、差圧弁１６について説明する。差圧弁１６は、電磁弁１５の開弁時（図２）に閉弁し、電磁弁１５の閉弁時に開弁するようになっており、このため、次のように構成されている。
【００５１】
差圧弁１６はその上方側及び下方側に位置する第１室６０、第２室６１を有しており、上方側の第１室６０は、連通穴６２及び電磁弁１５の弁体１５ａ周囲の空間を介して第１通路４１に連通し、圧縮機吐出側の冷媒圧力が導入される。また、下方側の第２室６１は、連通穴６３、高圧通路４５を介して第２通路４２に連通し、凝縮器１９入口側の冷媒圧力が導入される。
【００５２】
また、第１室６０内には差圧弁１６の円柱状の弁体１６ａが上下方向に摺動可能に配置されている。弁体１６ａの大径部１６ｂによって第１室６０と第２室６１との間を気密的に仕切るようになっている。第２室６１には、弁体１６ａを暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａ側に押圧するためのばね力を発生するばね１６ｃが配置されている。暖房用減圧装置１７は、例えば、φ２ｍｍ程度の小径の絞り通路からなる固定絞りにより構成されている。
【００５３】
ここで、差圧弁１６の動作について説明すると、電磁弁１５が開弁状態にある時（図２）は、圧縮機１０吐出側の冷媒圧力が第１通路４１、連通穴６２を介して差圧弁１６の第１室６０に導入される。一方、差圧弁１６の第２室６１には、電磁弁１５下流側の高圧通路４５の圧力が連通穴６３を介して導入される。
【００５４】
このとき、高圧通路４５の圧力は弁座部４５ａでの絞りにより第１通路４１の圧力より所定値だけ低くなっているが、この圧力差による弁体１６ａの開弁方向（下方向）の力よりも、ばね１６ｃのばね力による弁体１６ａの閉弁方向（上方向）の力が大きくなるように、ばね１６ｃのばね力が設定してある。このため、電磁弁１５の開弁時には、ばね１６ｃのばね力により差圧弁１６の弁体１６ａが暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａに圧着して閉弁状態（図２）を維持する。
【００５５】
これに対し、電磁弁１５の電磁コイル１５ｃが通電され、電磁弁１５の弁体１５ａが閉弁状態になると、差圧弁１６の第１室６０には圧縮機１０吐出側の冷媒圧力が第１通路４１、連通穴６２を介して導入されるが、電磁弁１５の閉弁により弁体１５ａ下流側の高圧通路４５は冷凍サイクル高圧側から遮断されるので、高圧通路４５の圧力、すなわち、第２室６１の圧力は圧縮機１０吐出側の冷媒圧力より大幅に低い圧力まで低下する。
【００５６】
その結果、差圧弁１６の第１室６０と第２室６１との圧力差が圧縮コイルばね１６ｃのばね力により設定される設定圧（例えば、０．４９ＭＰａ）以上となるので、差圧弁１６の弁体１６ａが上記圧力差により下方へ移動して暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａを開口し、差圧弁１６が開弁状態となる。
【００５７】
次に、ホットガスバイパス通路１８において暖房用減圧装置１７の出口側は第３通路４３に連通している。一方、第４通路４４は低圧通路７０を介してホットガスバイパス通路１８の下流部と合流して第３通路４３と連通するようになっている。そして、この低圧通路７０に逆止弁２１を設けて、ホットガスバイパス通路１８の冷媒が第４通路４４側へ流れることを防止するようになっている。
【００５８】
この逆止弁２１は、円板状の弁体２１ａと、この弁体２１ａに一端部が結合された軸部２１ｂと、この軸部２１ｂの他端部に結合されたストッパー部２１ｃとを有する構成になっている。軸部２１ｂは低圧通路７０の弁座部７０ａの通路穴に対して摺動自在に嵌合している。
【００５９】
図２は逆止弁２１の開弁状態を示しており、低圧通路７０の入口圧力（第４通路４４側圧力）＞低圧通路７０の出口圧力（第３通路４３側圧力）という順方向の圧力状態が生じると、弁体２１ａが低圧通路７０の弁座部７０ａから開離することにより図２の開弁状態に位置する。そして、ストッパー部２１ｃが弁座部７０ａの壁部に係止されることにより、逆止弁２１の開弁位置が所定位置に規定され、保持される。
【００６０】
これに反し、低圧通路７０の入口圧力（第４通路４４側圧力）＜低圧通路７０の出口圧力（第３通路４３側圧力）という逆方向の圧力状態が生じると、弁体２１ａが図２の開弁位置から下方へ移動して低圧通路７０の弁座部７０ａに圧着するので、逆止弁２１が閉弁状態となる。
【００６１】
そして、ハウジング部材１４０は、高圧通路４５を包含する高圧通路側部分１４０ａと、低圧通路７０を包含する低圧通路側部分１４０ｂとの間にスリット１４０ｃを設けている。このスリット１４０ｃは、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の熱伝導を抑制する熱伝導抑制手段を構成するものである。
【００６２】
このスリット１４０ｃの具体的構造を説明すると、金属製ハウジング部材１４０内部においてホットガスバイパス通路１８は高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂの両方にわたって形成されるので、このホットガスバイパス通路１８の周辺部のみを残存するようにして、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの境界部分の大部分にスリット１４０ｃを形成している。このスリット１４０ｃは本例では切削加工により形成している。
【００６３】
スリット１４０ｃの幅寸法は、本例では、切削加工の加工作業性、切削工具の寿命確保等の観点から３ｍｍ程度に設定しているが、熱伝導抑制の観点からはスリット幅寸法を１ｍｍ程度まで縮小してもよい。
【００６４】
また、金属製ハウジング部材１４０において、ホットガスバイパス通路１８の周辺部における金属材料連結部１４０ｄ、すなわち、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとを直結する金属材料連結部１４０ｄの断面積は、スリット１４０ｃ部分の断面積に比して十分小さくなっている。
【００６５】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。今、空調操作パネル３３ｂの操作部材３３ｃにより冷房モードが選択されると、電磁クラッチ１１に通電されて電磁クラッチ１１が接続状態となり、圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動される。また、冷房モードが選択されたときは空調用電子制御装置３３の制御信号により電磁弁１５の電磁コイル１５ｃが非通電の状態となる。
【００６６】
これにより、電磁弁１５では弁体１５ａが高圧通路４５を図２のように開口し、電磁弁１５が開弁状態となる。この結果、差圧弁１６においては第１室６０と第２室６１との圧力差が小となり、圧縮コイルばね１６ｃのばね力により差圧弁１６の弁体１６ａが暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａに圧着して、差圧弁１６が図２のように閉弁状態を維持する。
【００６７】
すると、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は、弁装置１４の第１通路４１から高圧通路４５を通過して第２通路４２から弁装置１４の外部へ流出して凝縮器１９に流入する。凝縮器１９では、冷却ファン１９ａにより送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。
【００６８】
そして、凝縮器通過後の凝縮冷媒は固定絞りにて構成された冷房用減圧装置２０で減圧されて、低温低圧の気液２相状態となる。次に、この低圧冷媒は、第４通路４４から再び弁装置１４の内部に流入する。このとき、低圧通路７０の逆止弁２１に順方向の圧力が作用して逆止弁２１が図２のように開弁する。従って、低圧冷媒は低圧通路７０を通過して第３通路４３から弁装置１４の外部へ流出し、更に、低圧配管２２を通過して蒸発器２８内に流入する。
【００６９】
ここで、低圧冷媒は送風機２７の送風する空調空気から吸熱して蒸発する。蒸発器２８で冷却された空調空気は車室内２５へ吹き出して車室内２５を冷房する。蒸発器２８で蒸発したガス冷媒はアキュームレータ３１内にてガス冷媒と液冷媒がその密度差により分離され、ガス冷媒が圧縮機１０に吸入される。また、同時に、アキュームレータ３１内の下側に溜まった液冷媒（潤滑オイルを含む）が若干量圧縮機１０に吸入される。
【００７０】
一方、冬期にホットガスヒータの暖房モードが選択されると、空調用電子制御装置３３の制御信号により電磁クラッチ１１に通電されて圧縮機１０が車両エンジン１２にて駆動される。また、暖房モードが選択されたときは空調用電子制御装置３３の制御信号により電磁弁１５の電磁コイル１５ｃに通電される。
【００７１】
これにより、電磁弁１５の弁体１５ａが高圧通路４５の弁座部４５ａに圧着して高圧通路４５を閉塞し、電磁弁１５が閉弁状態となる。この結果、差圧弁１６においては第１室６０の圧力＞第２室６１の圧力という圧力差が急激に増大し、この圧力差が設定圧以上になると、差圧弁１６の弁体１６ａがばね１６ｃのばね力に抗して下方へ移動し、暖房用減圧装置１７の弁座部１７ａから開離する。これにより、暖房用減圧装置１７を構成する絞り通路が開口し、差圧弁１６が開弁状態となるので、ホットガスバイパス通路１８が開通する。
【００７２】
従って、圧縮機１０の高温高圧の吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が弁装置１４の第１通路４１、連通穴６２、及び第１室６０を経て暖房用減圧装置１７の絞り通路を通過する。これにより、圧縮機１０の吐出ガス冷媒が暖房用減圧装置１７にて所定の圧力まで減圧される。
【００７３】
この後、減圧後のガス冷媒がホットガスバイパス通路１８を通過して第３通路４３から弁装置１４の外部へ流出し、更に、低圧配管２２を通過して蒸発器２８内に流入する。この蒸発器２８で高温ガス冷媒が送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。蒸発器２８で加熱された空気はヒータコア２９で温水熱源により再度加熱された後に車室内へ吹き出す。
【００７４】
一方、蒸発器２８で放熱したガス冷媒はアキュームレータ３１を通過した後に圧縮機１０に吸入され、再度圧縮される。そして、暖房モード時にはホットガスバイパス通路１８の圧力＞第４通路４４の圧力という関係にあるため、逆止弁２１の弁体２１ａが図２の開弁位置から下方へ移動して低圧通路７０の弁座部７０ａに圧着するので、逆止弁２１が閉弁状態となる。従って、ホットガスバイパス通路１８の高温ガス冷媒が冷房用減圧装置２０を経て凝縮器１９側へ逆流して、凝縮器１９内に冷媒が滞留すること（寝込み現象）を抑制できる。
【００７５】
ところで、冷房モード時には、前述のように、ハウジング部材１４０の内部において、高温高圧の圧縮機吐出ガス冷媒が第１通路４１から高圧通路４５を通過して第２通路４２へと流れると同時に、冷房用減圧装置２０で減圧された低温の低圧冷媒が第４通路４４から低圧通路７０を通過して第３通路４３へと流れる。そして、ハウジング部材１４０が熱伝導の良好な金属製であるので、高圧通路４５の高圧冷媒と低圧通路７０の低圧冷媒とがハウジング部材１４０での熱伝導を介して熱交換するという現象が生じる。
【００７６】
そこで、本第１実施形態においては、ハウジング部材１４０の高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの境界部分にスリット１４０ｃを設けて、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の熱伝導を抑制するようにしている。
【００７７】
特に、上記境界部分においてホットガスバイパス通路１８の周辺部のみに金属材料連結部１４０ｄを残存して、金属製ハウジング部材１４０の断面積の大部分にスリット１４０ｃを形成しているから、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の熱伝導を効果的に抑制できる。
【００７８】
図３は上記の熱伝導抑制効果を示す実験データであり、横軸は圧縮機１０の回転数で、縦軸は弁装置１４の第１通路４１部の冷媒温度と第２通路４２部との冷媒温度差ΔＴｄを示す。図中、実線Ａは上記スリット１４０ｃを設けた第１実施形態の弁装置（図２）のデータを示し、破線Ｂは、上記スリット１４０ｃを設けていない先願の弁装置（図８）のデータを示す。更に、１点鎖線Ｃは弁装置を設けない一般の冷凍サイクル装置のデータを示す。なお、一般の冷凍サイクル装置Ｃの場合は、弁装置がないので、冷媒温度差ΔＴｄは圧縮機１０の吐出直後の冷媒温度と凝縮器１９への流入直前の冷媒温度との温度差である。
【００７９】
一般の冷凍サイクル装置Ｃでは、圧縮機吐出配管１３における空気側への放熱によりΔＴｄ＝５℃〜６℃程度の値となる。これに対して、先願の弁装置Ｂでは、空気側への放熱分に加えて、金属製ハウジング部材１４０を介在した高圧冷媒と低圧冷媒との熱交換分が発生するので、ΔＴｄが１２℃〜１３℃程度の値まで増大する。このΔＴｄのうち、高低圧冷媒間の熱交換分は低圧冷媒のエンタルピを増大し、冷房能力を低下させる原因となる。
【００８０】
これに反し、第１実施形態の弁装置Ａでは、スリット１４０ｃによる熱伝導抑制効果によって、ΔＴｄを６℃〜８℃程度の値まで縮小できる。すなわち、高低圧冷媒間の熱交換分を僅少量に抑制できるので、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとを１つの金属製ハウジング部材１４０に一体成形しても、冷房能力の低下を僅少量に抑制できる。
【００８１】
なお、図３の実験に供した第１実施形態の弁装置Ａの仕様は、スリット１４０ｃの幅寸法＝３ｍｍ、金属材料連結部１４０ｄの断面積＝２８０ｍｍ²であり、ホットガスバイパス通路１８の穴径＝３．５ｍｍ、スリット１４０ｃの上端部とホットガスバイパス通路１８の穴壁面との距離（下側金属材料連結部１４０ｄの厚さ）＝３．５ｍｍである。先願の弁装置Ｂは、この第１実施形態の弁装置Ａにおいてスリット１４０ｃを形成していないものである。そのため、先願の弁装置Ｂにおける高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の金属材料連結部の総断面積は９３０ｍｍ²である。
【００８２】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、１つの金属製ハウジング部材１４０における高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの境界部分にスリット１４０ｃを設けて、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の熱伝導を抑制するようにしているが、第２実施形態では図４に示すように、金属製ハウジング部材１４０における高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂをそれぞれ別体の部品とし、この別体の高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間にスリット１４０ｃを設けている。
【００８３】
図４により第２実施形態を具体的に説明すると、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂをそれぞれアルミニウム、真鍮等の金属にて別体部品として形成する。高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂのうち、いずれか一方、図４の例では、低圧通路側部分１４０ｂ側に、高圧通路側部分１４０ａ側への段付き突出部１４０ｅおよび円筒状のシール嵌合部１４０ｆを形成している。
【００８４】
この段付き突出部１４０ｅおよびシール嵌合部１４０ｆはともにホットガスバイパス通路１８の周辺部のみに形成されるものであって、段付き突出部１４０ｅは、高圧通路側部分１４０ａの端面に当接することにより、低圧通路側部分１４０ｂの端面と高圧通路側部分１４０ａの端面との間にスリット１４０ｃを形成する。このスリット１４０ｃの幅寸法は段付き突出部１４０ｅの突出寸法により規定できる。このスリット幅寸法は第１実施形態と同様の大きさでよい。
【００８５】
円筒状のシール嵌合部１４０ｆの外周面には弾性シール材としてのＯリング１４０ｇを装着している。高圧通路側部分１４０ａのホットガスバイパス通路１８は円筒状のシール嵌合部１４０ｆを挿入し得る円形断面の通路穴により形成してある。そのため、円筒状のシール嵌合部１４０ｆを、このＯリング１４０ｇを介在して高圧通路側部分１４０ａのホットガスバイパス通路１８内に気密に嵌合できる。
【００８６】
図４はこの円筒状のシール嵌合部１４０ｆと高圧通路側部分１４０ａのホットガスバイパス通路１８との嵌合組み付けが完了した状態を示す。この嵌合組み付けの完了後に、別体部品である高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間をねじ止め手段により一体に締結して、ハウジング部材１４０を一体構造にしている。
【００８７】
具体的には、低圧通路側部分１４０ｂに、その肉厚方向（図４の左右方向）に貫通する複数のボルト通し穴（図示せず）を設け、高圧通路側部分１４０ａにはこのボルト通し穴に対応する位置に複数の雌ねじ（図示せず）を設け、低圧通路側部分１４０ｂのボルト通し穴を通してボルトを高圧通路側部分１４０ａの雌ねじにねじ込むことにより、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとを一体に締結できる。
【００８８】
第２実施形態においても、スリット１４０ｃにより熱伝導抑制効果を発揮して、第１実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
【００８９】
なお、第２実施形態では、低圧通路側部分１４０ｂ側に段付き突出部１４０ｅおよび円筒状のシール嵌合部１４０ｆを形成しているが、この段付き突出部１４０ｅおよび円筒状のシール嵌合部１４０ｆを高圧通路側部分１４０ａ側に形成してもよい。
【００９０】
（第３実施形態）
上記第１、２実施形態では、ハウジング部材１４０を金属製としているが、第３実施形態では図５に示すように金属に比較して熱伝導率が大幅に低い樹脂材料を用いて、ハウジング部材１４０における高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂを含む全体を一体成形している。
【００９１】
これにより、樹脂材料自身の低熱伝導性によって、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の熱伝導を効果的に抑制できる。従って、第１、第２実施形態によるスリット１４０ｃを形成することなく、第１、第２実施形態と同様の作用効果を発揮できる。
【００９２】
なお、ハウジング部材１４０は車両エンジンルーム内に搭載され被水を受ける環境下で使用されるので、ハウジング部材１４０を構成する樹脂材料としては、被水を受けても長期にわたって強度を維持できる吸水率の低い樹脂、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂が好適である。
【００９３】
（第４実施形態）
図６は第４実施形態であり、図４の第２実施形態の変形である。すなわち、第４実施形態では、ハウジング部材１４０における高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂをそれぞれ別体の部品とし、この別体の高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂのうち、高圧通路側部分１４０ａを金属製とし、これに反し、低圧通路側部分１４０ｂを樹脂製としている。
【００９４】
これにより、低圧通路側部分１４０ｂを構成する樹脂材料自身の低熱伝導性によって、高圧通路側部分１４０ａと低圧通路側部分１４０ｂとの間の熱伝導を効果的に抑制できる。従って、第４実施形態によると、第２実施形態のスリット１４０ｃを廃止できるので、第２実施形態の段付き突出部１４０ｅが不要となる。
【００９５】
また、高圧通路側部分１４０ａは冷媒高圧圧力の印加により必要強度が大きいが、第４実施形態によると、高圧通路側部分１４０ａを金属製としているので、必要強度を容易に確保できる。一方、低圧通路側部分１４０ｂは高圧通路側部分１４０ａに比較して必要強度が大幅に小さいので、樹脂製としても必要強度を容易に確保できる。
【００９６】
なお、第４実施形態では、低圧通路側部分１４０ｂ側に円筒状のシール嵌合部１４０ｆを形成しているが、この円筒状のシール嵌合部１４０ｆを高圧通路側部分１４０ａ側に形成してもよい。
【００９７】
また、第４実施形態では、高圧通路側部分１４０ａを金属製とし、低圧通路側部分１４０ｂを樹脂製としているが、樹脂材料として機械的強度特性に優れた前述のＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等を選択することにより、高圧通路側部分１４０ａを樹脂製とし、低圧通路側部分１４０ｂを金属製としてもよい。
【００９８】
（他の実施形態）
なお、上記の第１〜第４実施形態では、冷房用減圧装置２０を弁装置１４と別体で構成しているが、冷房用減圧装置２０をオリフィス、ノズルのような通路長さの短い固定絞りで構成して、弁装置１４のハウジング部材１４０の内部に一体的に冷房用減圧装置２０を構成することもできる。すなわち、ハウジング部材１４０の第４通路４４部分に冷房用減圧装置２０を構成する固定絞りを配置するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】先願発明および本発明の第１実施形態による車両空調用冷凍サイクル装置の全体システム図である。
【図２】本発明の第１実施形態による弁装置の縦断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による弁装置の熱伝導抑制効果を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態による弁装置の縦断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による弁装置の縦断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による弁装置の縦断面図である。
【図７】従来の車両空調用冷凍サイクル装置の全体システム図である。
【図８】先願発明による弁装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１５…電磁弁（第１弁手段）、１６…差圧弁（第２弁手段）、
１７…暖房用減圧装置、１８…ホットガスバイパス通路、１９…凝縮器、
２０…冷房用減圧装置、２１…逆止弁、２８…蒸発器、４５…高圧通路、
７０…低圧通路、１４０…ハウジング部材、１４０ａ…高圧通路側部分、
１４０ｂ…低圧通路側部分、１４０ｃ…スリット（熱伝導抑制手段）。

Claims (3)

1. 冷房用減圧装置（２０）にて減圧された低圧冷媒が蒸発器（２８）で蒸発して空気を冷却する冷房モードと、圧縮機（１０）吐出側のガス冷媒を前記蒸発器（２８）に直接導入して前記蒸発器（２８）で放熱させる暖房モードとを切り替える冷凍サイクル装置に用いる弁装置において、
   ハウジング部材（１４０）と、
   前記ハウジング部材（１４０）に設けられ、前記圧縮機（１０）吐出側に連通する第１通路（４１）と、
   前記ハウジング部材（１４０）に設けられ、凝縮器（１９）の入口側に連通する第２通路（４２）と、
   前記ハウジング部材（１４０）に設けられ、前記第１通路（４１）と前記第２通路（４２）との間を連通する高圧通路（４５）と、
   前記高圧通路（４５）を開閉する第１弁手段（１５）と、
   前記蒸発器（２８）の入口側に連通する第３通路（４３）と、
   前記凝縮器（１９）の出口側に前記冷房用減圧装置（２０）を介して連通する第４通路（４４）と、
   前記ハウジング部材（１４０）に設けられ、前記第３通路（４３）と前記第４通路（４４）との間を連通する低圧通路（７０）と、
   前記ハウジング部材（１４０）に設けられ、前記第１通路（４１）と前記第３通路（４３）との間を暖房用減圧装置（１７）を介して連通するホットガスバイパス通路（１８）とを備え、
   前記ハウジング部材（１４０）は、前記高圧通路（４５）を含む高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路（７０）を含む低圧通路側部分（１４０ｂ）とを包含しており、
   前記ホットガスバイパス通路（１８）は、前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）の両方にわたって形成され、
   前記ホットガスバイパス通路（１８）のうち、前記高圧通路側部分（１４０ａ）に位置する部位に第２弁手段（１６）が設けられており、
   前記第２弁手段（１６）は、前記冷房モード時に前記ホットガスバイパス通路（１８）を閉塞し、前記暖房モード時には前記ホットガスバイパス通路（１８）を開口するようになっており、
   前記ホットガスバイパス通路（１８）のうち前記第２弁手段（１６）の下流側通路部が前記低圧通路（７０）に連通しており、
   前記ホットガスバイパス通路（１８）における前記第２弁手段（１６）の下流側通路部のうち前記低圧通路（７０）に隣接する通路部は前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分を横切るように形成され、
   さらに、前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分に、前記両部分（１４０ａ、１４０ｂ）間の熱伝導を抑制するスリット部（１４０ｃ）が設けられ、
   前記スリット部（１４０ｃ）は、前記第２弁手段（１６）の側方に位置して前記低圧通路（７０）に隣接する通路部と交差する方向に形成されていることを特徴とする冷凍サイクル装置に用いる弁装置。
2. 前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）とが金属にて一体に形成されており、
   前記スリット部（１４０ｃ）は、前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）との境界部分のうち前記ホットガスバイパス通路（１８）の周辺部を除く部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置に用いる弁装置。
3. 前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）をそれぞれ金属製の別体部品にて構成し、
   前記ホットガスバイパス通路（１８）を前記別体部品からなる前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記別体部品からなる前記低圧通路側部分（１４０ｂ）の両方にそれぞれ形成するとともに、
   前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）とを、前記ホットガスバイパス通路（１８）の連通部分周辺部で接触させて一体に締結し、
   前記スリット部（１４０ｃ）は、前記高圧通路側部分（１４０ａ）と前記低圧通路側部分（１４０ｂ）との間にて前記連通部分周辺部を除く部分に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置に用いる弁装置。

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