JP4240682B2

JP4240682B2 - 車両用冷凍サイクル装置

Info

Publication number: JP4240682B2
Application number: JP27044699A
Authority: JP
Inventors: 聡井澤; 義昭高野; 康司山中; 光杉; 肇伊藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP2000264044A

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減圧し、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バイパス機能を持った車両用冷凍サイクル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３３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１６を設けている。
【０００４】
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１６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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の従来装置では、冷凍サイクルにおいて凝縮器１９下流側にレシーバ（受液器）３３を配置している。このレシーバ３３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。
【０００７】
つまり、上記従来装置の冷凍サイクルは凝縮器１９下流側に冷媒の気液分離作用を果たすレシーバ３３を配置する、いわゆるレシーバサイクルを基礎とするものであり、そのため、冷房用減圧装置３４には常にレシーバ３３から液冷媒が導入される。そこで、レシーバサイクルでは、蒸発器２８での冷房熱負荷に応じて冷媒流量を調整するために、一般に、冷房用減圧装置３４として、蒸発器１６出口での冷媒過熱度に応じて冷媒流量を調整する温度式膨張弁が使用される。
【０００８】
そして、冷房用減圧装置３４として用いられる温度式膨張弁は、冷媒の過熱度制御のための感温部（蒸発器出口冷媒の温度を感知する機構）を具備しているので、温度式膨張弁の感温部がエンジンルーム内のエンジン熱やエンジンルーム内の熱風の影響を受けると、蒸発器出口冷媒の温度を的確に感知することができない。
【０００９】
そのため、レシーバサイクルでは、冷房用減圧装置（温度式膨張弁）３４をエンジンルーム内のエンジン熱やエンジンルーム内の熱風の影響を受けない場所に設置する必要があり、通常は、温度式膨張弁を車室内に設置される空調ユニット２６の蒸発器２８近傍に配置することが多い。
【００１０】
一方、圧縮機１０、凝縮器１９、レシーバ３３等のサイクル高圧側機器はエンジンルーム内に搭載されるので、上記従来装置では車両への搭載に際して、ホットガスバイパス通路１８の一端をエンジンルーム内の圧縮機１０吐出側に結合し、他端は車室内の温度式膨張弁３４と蒸発器２８との間に結合することになる。
【００１１】
すなわち、上述した理由から、上記従来装置ではホットガスバイパス通路１８が必然的にエンジンルーム内の圧縮機１０吐出側から車室内の蒸発器２８入口側に至る長さの長い配管となってしまうので、エンジンルーム内の圧縮機１０と車室内の空調ユニット２６との間に実質的に高圧配管、低圧配管、ホットガスバイパス通路（配管）１８の計３本の配管を必要とする。従って、狭隘なエンジンルーム内での配管取り回しが複雑となり、コストアップを招くとともに、配管スペースの確保に苦慮することになる。
【００１２】
また、上記従来装置では、次の理由から、冬期低温時における暖房運転の起動性を悪化させる。すなわち、冬期の冷凍サイクル停止時（サイクル放置時）には、低温外気雰囲気に直接晒されるエンジンルームに比して車室内の方がかなり温度が高いので、サイクル内の冷媒はエンジンルーム内に搭載されている機器（圧縮機１０、凝縮器１９、レシーバ３３、アキュームレータ３１等の機器において液化して液冷媒として寝込む。
【００１３】
ここで、上記従来装置では冷凍サイクル停止時に冷房用電磁弁１５を閉じて、暖房用電磁弁１６を開いておくことにより、凝縮器１９とレシーバ３３への冷媒の寝込みを防止する旨記載されているが、本発明者らが実際に試作、検討してみると、冷房用電磁弁１５および逆止弁２１の閉弁シール性は完璧なものではなく、実用上ある程度の洩れは不可避である。
【００１４】
そのため、冬期の暖房運転時および冬期のサイクル停止時の双方において、冷房用電磁弁１５と逆止弁２１から洩れ出た冷媒が凝縮器１９とレシーバ３３内に徐々に溜まり、液冷媒が寝込むことなる。特に、従来装置では、凝縮器１９に加えてレシーバ３３の容積が存在するので、このことが寝込み冷媒量を増大させ、その結果、冬期のホットガスバイパスサイクル側（凝縮器１９とレシーバ３３を除いた部分）における冷媒量の不足を引き起こす。
【００１５】
このため、従来装置では、特開平５−２７２８１７号公報に記載されているように暖房時にホットガスバイパスサイクル側の冷媒量が不足すると、冷媒回収制御のための冷房運転を行って、凝縮器１９とレシーバ３３への寝込み冷媒を強制的に蒸発器２８側へ回収することが必要となる。
【００１６】
しかし、冬期の極低温時では、サイクル起動前の冷媒飽和圧が低下することに加えて、蒸発器２８の熱負荷が極端に小さいため、冷房用減圧手段である温度式膨張弁３４の開度が極端に小さくなる。そのため、冷媒回収制御のために冷房運転を起動すると、圧縮機１０の吸入圧が異常に低下して負圧運転となり、場合によっては圧縮機１０のシャフトシール部から空気混入等の不具合を引き起こし、冷媒回収用冷房運転を実施できないという事態も生じる。
【００１７】
本発明は上記点に鑑みてなされたもので、圧縮機吐出ガス冷媒（ホットガス）を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バイパスの暖房機能を持った車両用冷凍サイクル装置において、サイクル配管の取り回しを簡素化して、車両搭載性を向上することを第１の目的とする。
【００１８】
また、本発明は、ホットガスバイパスサイクルを構成しない機器への寝込み冷媒量を低減して、冬期低温時における暖房運転の起動性を良好にすることを第２の目的とする。
【００１９】
【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ないし１１に記載の発明では、圧縮機吸入側に気液分離用のアキュムレータ（３１）を備えるとともに、ホットガスバイパスの暖房機能を持った車両用冷凍サイクル装置において、
冷房用減圧装置（２０）を固定絞りにより構成して、冷房用減圧装置（２０）を凝縮器（１９）の出口側に直接接続し、
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（２１）を備えるとともに、この逆流防止手段（２１）を冷房用減圧装置（２０）の出口側に接続し、
圧縮機（１０）、凝縮器（１９）、冷房用減圧装置（２０）、ホットガスバイパス通路（１８）、暖房用減圧装置（１７）、弁手段（１５、１６）および逆流防止手段（２１）を、車両エンジン（１２）が配置されるエンジンルーム（２４）側に配置し、蒸発器（２８）を車室内（２５）側に配置し、
弁手段（１５、１６）、暖房用減圧装置（１７）および逆流防止手段（２１）を、エンジンルーム（２４）側に配置される１つの弁装置（１４）として一体に構成し、
一方、冷房用減圧装置（２０）は、逆流防止手段（２１）と凝縮器（１９）との間にて弁装置（１４）と別体で構成されており、
逆流防止手段（２１）の出口側およびホットガスバイパス通路（１８）の出口側を合流する合流部を弁装置（１４）に内蔵し、
弁装置（１４）には前記合流部と連通する出口ジョイント部（１４４）が設けられ、
出口ジョイント部（１４４）を１本の低圧配管（２２）により蒸発器（２８）の入口側に接続し、
冷房用減圧装置（２０）の出口から前記合流部に至るまでの通路長さよりも、前記合流部から蒸発器（２８）の入口側に至るまでの通路長さを長くしたことを特徴としている。
【００２０】
ここで、冷房用減圧装置（２０）を凝縮器（１９）の出口側に直接接続するとは、凝縮器（１９）の出口側と冷房用減圧装置（２０）との間に従来装置におけるレシーバのような気液分離手段を介在しないという意味である。
【００２１】
本発明によると、圧縮機吸入側に気液分離用のアキュムレータ（３１）を備え、温度式膨張弁のような感温部を持たない固定絞りにより冷房用減圧装置（２０）を構成することで、冷房用減圧装置（２０）を、圧縮機（１０）、凝縮器（１９）、ホットガスバイパス通路（１８）、暖房用減圧装置（１７）、弁手段（１５、１６）および逆流防止手段（２１）とともにエンジンルーム（２４）側に配置している。
【００２２】
その結果、エンジンルーム（２４）内に配置される弁装置（１４）の内部にて逆流防止手段（２１）の出口側およびホットガスバイパス通路（１８）の出口側を合流させ、この合流部を１本の低圧配管（２２）により蒸発器（２８）の入口側に接続する配管構成でもって、ホットガスバイパスの暖房機能を発揮できる。
【００２３】
従って、車室内（２５）側に設置される蒸発器（２８）に対しては通常の冷房用冷凍サイクルと同様に２本の配管を取り回しするだけでよく、ホットガスバイパスの暖房機能を持った冷凍サイクル装置の車両への搭載性を著しく改善できる。同時に、冷房用減圧装置（２０）をエンジンルーム（２４）側に配置することにより、冷房用減圧装置（２０）における減圧作用に伴って発生する冷媒流動音が車室内へ到達しにくくなって、騒音対策上、極めて有利である。
【００２４】
しかも、ホットガスバイパスサイクルを構成しない大容量の機器が凝縮器（１９）のみとなり、気液分離のための大容量を持つレシーバを配置していないから、レシーバの容量分だけ、ホットガスバイパスサイクルを構成しない機器への寝込み冷媒量を低減できる。その結果、ホットガスバイパスサイクルにおける必要冷媒量を確保することが可能となる。
【００２５】
それ故、冬期低温時における暖房運転の起動時に、従来装置のように負圧運転を引き起こす冷媒回収用冷房運転を行う必要がなくなって、暖房運転の起動性をも著しく改善できる。
【００２９】
また、請求項１に記載の発明では、１つの弁装置（１４）内部にホットガスバイパス通路（１８）を内蔵することができて、弁装置（１４）内にてホットガスバイパス通路（１８）と逆流防止手段（２１）の出口側を合流させることができる。従って、弁装置（１４）にこの合流部形成の役割を兼務させることができるので、外部に配管合流部を設ける必要がなくなり、配管取り回しをより簡潔にすることができる。
【００３５】
また、請求項２に記載の発明のごとく弁装置（１４）を凝縮器（１９）に取り付け固定すれば、弁装置（１４）と凝縮器（１９）の冷媒入口、出口との接続を容易に行うことができる。
【００３６】
また、請求項３に記載の発明のごとく凝縮器（１９）の前面側に入口ジョイント（１９ａ）および出口ジョイント（１９ｂ）を配置し、入口ジョイント（１９ａ）に弁装置（１４）を直接結合すれば、凝縮器（１９）の前面側の余裕空間を利用して弁装置の配置が容易である。
【００３７】
また、請求項４に記載の発明のごとく逆流防止手段として、冷房用減圧装置（２０）の出口部に対向配置された逆止弁（２１）を用いて、この逆止弁（２１）に冷房用減圧装置（２０）から噴出する冷媒噴出流の流動音を低減する流動音低減部材を兼務させれば、冷房用減圧装置（２０）からの冷媒流動音を極めて簡潔な構成で効果的に低減できる。
【００３８】
また、請求項５に記載の発明のごとく逆流防止手段として、暖房用減圧装置（１７）および冷房用減圧装置（２０）の両方の出口部に対向配置された逆止弁（２１）を用いて、この逆止弁（２１）に暖房用減圧装置（１７）および冷房用減圧装置（２０）から噴出する冷媒噴出流の流動音を低減する流動音低減部材を兼務させれば、暖房用減圧装置（１７）および冷房用減圧装置（２０）の両方からの冷媒流動音を極めて簡潔な構成で効果的に低減できる。
【００３９】
また、請求項６に記載の発明のごとく冷房用減圧装置（２０）をキャピラリチューブと絞り穴部との組み合わせで構成すれば、後述の図２０に示すように、固定絞りであっても、減圧装置入口冷媒の状態変化に対応して、広範な冷媒流量調整作用を良好に発揮できる。
【００４０】
また、請求項７に記載の発明のごとく暖房モード時に冷媒が流れる冷媒通路の急拡大部に、通路断面積を徐々に拡大するテーパ状拡大部（１６０ａ、２８１ａ）を設ければ、冷媒通路の急拡大に伴う冷媒圧力の急低下を緩和して、冷媒流動音を効果的に低減できる。
【００４１】
上記テーパ状拡大部（２８１ａ）は、具体的には、請求項８記載のごとく蒸発器（２８）の入口部に設けられる。
【００４２】
これによると、蒸発器（２８）の入口部での通路急拡大による冷媒流動音を効果的に低減できる。
【００４３】
また、請求項９に記載の発明のごとく、蒸発器（２８）の入口部に接続ジョイント（２８０）を設け、この接続ジョイント（２８０）にテーパ状拡大部（２８１ａ）を内蔵してもよい。
【００４４】
これによると、接続ジョイント（２８０）にテーパ状拡大部（２８１ａ）を内蔵することができ、構成を簡素化できる。しかも、低圧配管（２２）の出口部の径を蒸発器（２８）の入口側通路断面積に合うように拡大する必要がなく、接続ジョイント（２８０）の部位まで低圧配管（２２）の径は同一のままでよい。
【００４５】
また、上記テーパ状拡大部（２８１ａ）は、具体的には、請求項１０記載のごとく暖房用減圧装置（１７）の出口部に設けられる。
【００４６】
これによると、暖房用減圧装置（１７）の出口部での通路急拡大による冷媒流動音を効果的に低減できる。
【００４７】
また、請求項１１に記載の発明のごとく、弁手段（１５、１６）を三方切替弁（４００）で構成すれば、圧縮機（１０）の吐出側から凝縮器（１９）およびホットガスバイパス通路（１８）側への冷媒流れの切替を１つの弁で行うことができ、弁手段の小型化、コスト低減を達成できる。
【００４８】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００４９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１、図２は本発明の第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。この弁装置１４は、図２に示すように冷房用電磁弁（第１弁手段）１５と、暖房用電磁弁（第２弁手段）１６と、暖房用減圧装置（第２減圧装置）１７を１つの部品として一体化したものである。
【００５０】
ここで、暖房用電磁弁１６と暖房用減圧装置１７はホットガスバイパス通路（配管）１８に設置されるもので、暖房用減圧装置１７は暖房用電磁弁１６の出口部に形成した細径の絞り穴（固定絞り）にて構成できる。
【００５１】
圧縮機１０の吐出配管１３には弁装置１４の冷房用電磁弁１５を介して凝縮器１９の入口ジョイント１９ａが接続されている。ここで、凝縮器１９は冷却風の上流側である前面側に入口ジョイント１９ａと出口ジョイント１９ｂを配置しており、そして、出口ジョイント１９ｂには冷房用減圧装置（第１減圧装置）２０が接続されている。この冷房用減圧装置２０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１９ｃにより送風さる外気冷却風により冷却される。
【００５２】
なお、弁装置１４は図１に示すように凝縮器１９の上部サイドプレート１９ｄに近接配置されているので、弁装置１４に適宜の取付ブラケット（図示せず）を設けて、弁装置１４を凝縮器１９の上部サイドプレート１９ｄに取り付け固定することができる。また、吐出配管１３において弁装置１４の上流部位には、圧縮機吐出圧（サイクル高圧）検出する圧力センサＳが取り付けられている。
【００５３】
上記した冷房用減圧装置２０の出口側には逆止弁２１が接続されている。この逆止弁２１は、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。この逆止弁２１の出口部にホットガスバイパス通路１８の出口部が結合されている。従って、ホットガスバイパス通路１８は図１に示すように、凝縮器１９の近傍部位にて弁装置１４と逆止弁２１の出口部との間を連結する、極めて短い配管で構成できる。
【００５４】
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。
【００５５】
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の空気上流側に蒸発器２８が配置され、この蒸発器２８の下流側に温水式の暖房用ヒータコア２９が配置されている。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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（あるいは除湿必要時）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。
【００５９】
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。
【００６０】
また、電磁クラッチ１１、冷房用電磁弁１５、凝縮器用電動冷却ファン１９ｃ、空調用電動送風機２７等の電気機器の作動は、空調用電子制御装置（図示せず）の出力により制御される。
【００６１】
次に、上記構成において第１実施形態の作動を説明する。冷房モードが選択されたときは、空調用電子制御装置（図示せず）により冷房用電磁弁１５が開状態とされ、暖房用電磁弁１６が閉状態とされ、また、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。
【００６２】
すると、圧縮機１０の吐出ガス冷媒は開状態の冷房用電磁弁１５を通過して凝縮器１９に流入する。凝縮器１９では、冷却ファン１９ｃにより送風される外気にて冷媒が冷却されて凝縮する。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。
【００６３】
次に、この低圧冷媒は逆止弁２１を通過して蒸発器２８内に流入して送風機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の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。
【００６４】
一方、冬期の暖房モード時には、空調用電子制御装置により冷房用電磁弁１５が閉状態とされ、暖房用電磁弁１６が開状態とされ、ホットガスバイパス通路１８が開通する。従って、圧縮機１０の高温吐出ガス冷媒（過熱ガス冷媒）が開状態の暖房用電磁弁１６を通過した後、この電磁弁１６の出口部の絞り穴（固定絞り）にて構成された暖房用減圧装置１７で減圧される。
【００６５】
この後、減圧後のガス冷媒がホットガスバイパス通路１８、低圧配管２２を経て、車室内の空調ユニット２６の蒸発器２８に導入され、ここで送風空気に放熱して、送風空気を加熱する。そして、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。
【００６６】
そして、暖房モード時において、逆止弁２１はホットガスバイパス通路１８からのガス冷媒が凝縮器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）を抑制する。
【００６７】
以上は、冷凍サイクル装置全体としての作動であるが、次に、本実施形態による車両搭載性および暖房運転起動性の改善効果について説明する。
【００６８】
まず、本実施形態によると、冷房用減圧装置２０をキャピラリチューブのような、感温部を持たない固定絞りにて構成しているため、温度式膨張弁を用いる場合に比して、車両エンジン１２からの高熱とかエンジンルーム２４内の熱風を受けて冷媒流量の調整作用が乱されることがない。そのため、冷房用減圧装置２０を凝縮器１９近傍のエンジンルーム２２内に配置できる。
【００６９】
その結果、ホットガスバイパス通路１８は図１に示すように、凝縮器１９の近傍部位にて弁装置１４と逆止弁２１の出口部との間を連結する、極めて短い配管で構成できる。従って、ダッシュボード２３を貫通して車室内２５内の蒸発器２８に結合される冷媒配管は、低圧側の２本の配管２２、３０だけでよく、これは通常の空調用冷凍サイクルの配管取り回しと同じであるから、ホットガス暖房機能を発揮する冷凍サイクル装置を車両に容易に搭載できる。
【００７０】
また、ホットガスバイパスによる暖房モード時に冷房用電磁弁１５と逆止弁２１が閉弁しても、これらの弁１５、２１のシール部での洩れにより、ある程度の冷媒が凝縮器１９側へ冷媒が流入し、凝縮器１９内へ冷媒が寝込むという現象が発生するが、本実施形態によると、凝縮器１９の出口部を直接、固定絞りで構成される冷房用減圧装置２０に接続して、従来装置のレシーバを廃止しているため、このレシーバのタンク容積分だけ、ホットガスバイパスサイクル以外の部位における液冷媒寝込み量を減少できる。
【００７１】
このため、暖房モード時に、ホットガスバイパスサイクル側での必要冷媒量を確保できるので、冷媒回収制御のための冷房運転を行う必要がない。従って、冷房運転に伴う圧縮機１０の負圧運転といった不具合が発生しない。
【００７２】
図３〜図５は本発明者らの実験による暖房モード起動時の圧縮機吸入圧の挙動を示すもので、図３は、前述した図２１の従来装置（レシーバ３３と温度式膨張弁３４との組み合わせを持つレシーバサイクル）による圧縮機吸入圧の挙動であり、起動後の所定期間Ｍ（図３の例ではＭ＝３０秒）において冷房運転による冷媒回収制御を行っている。図３において、回転数（ｒｐｍ）は圧縮機回転数である。
【００７３】
従来装置では、暖房モード起動時に、冷房運転による冷媒回収制御の実施により、前述の理由（外気温度の低下に伴う冷媒飽和圧の低下および温度式膨張弁の開度小）により、圧縮機吸入圧が大きく低下して負圧運転になることを示している。
【００７４】
そして、図４は上記の従来装置において、暖房モード起動時の、冷房運転による冷媒回収制御における圧縮機最低吸入圧を外気温と圧縮機回転数をパラメータとして示すもので、圧縮機最低吸入圧＝−０．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇを作動限界として設定した場合、外気温＝−３０°Ｃまで低下すると、サイクルが起動不能となる。
【００７５】
これに対し、第１実施形態によると、レシーバ３３を具備せず、固定絞りからなる冷房用減圧装置２０と圧縮機吸入側のアキュームレータ３１との組み合わせを持つアキュームレータサイクルであるため、暖房モード起動時に、冷房運転による冷媒回収制御を行う必要がない。そのため、図５に示すように、外気温＝−３０°Ｃまで低下しても、圧縮機最低吸入圧が作動限界の−０．５ｋｇ／ｃｍ²Ｇのレベルまで低下せず、従って、外気温＝−３０°Ｃの極低温時でもサイクルが起動可能となる。
【００７６】
（第２実施形態）
図６、図７は第２実施形態による弁装置１４の具体的構造を例示するものであり、第１実施形態では両電磁弁１５、１６と暖房用減圧装置１７とを一体化した弁装置１４の概略の外観を図１に示しただけであるので、第２実施形態では、この３部品（１５〜１７）の一体化構造を具体的に例示するとともに、さらに、逆止弁２１をも一体化している。
【００７７】
弁装置１４は、冷房用電磁弁１５および暖房用電磁弁１６の両者の通路部を一体構成する弁ハウジング１４０を有している。この弁ハウジング１４０には次の４つのジョイント部１４１〜１４４が設けられている。第１の入口ジョイント部１４１は圧縮機１０の吐出配管１３に接続され、第２の入口ジョイント部１４２は冷房用減圧装置２０の出口側に接続される。
【００７８】
また、第１の出口ジョイント部１４３は凝縮器１９の入口側（図１の入口ジョイント１９ａ）に接続され、第２の出口ジョイント部１４４は低圧配管２２を介して蒸発器２８の入口側に接続される。
【００７９】
冷房用、暖房用の両電磁弁１５、１６はともにパイロット式の弁構成となっており、最初に、冷房用電磁弁１５について説明すると、凝縮器１９の入口側に接続される第１の出口ジョイント部１４３に連通する弁口１４５を設けるとともに、この弁口１４５を主弁体１４６で開閉する。この主弁体１４６の中心部に設けた制御穴１４７をプランジャ１４８の先端のパイロット弁部１４９で開閉するようになっている。
【００８０】
プランジャ１４８が図７の上方へ移動して、パイロット弁部１４９が制御穴１４７を開放すると、主弁体１４６の背圧室１５０が制御穴１４７を介して出口ジョイント部１４３側の通路に連通して、背圧室１５０の圧力が低下する。これにより、入口ジョイント部１４１側の圧力と背圧室１５０との間に差圧が発生し、この差圧がダイヤフラム１５１に対して図７の上方への押圧力として作用する。この押圧力により主弁体１４６が図７の上方へ変位して、弁口１４５が開放されると、冷房用電磁弁１５が開弁状態となる。
【００８１】
次に、プランジャ１４８を図７の上方へ吸引するための電磁機構について説明すると、プランジャ１４８は磁性体製の可動部材であり、このプランジャ１４８に対向して固定鉄心部材１５２が配置され、この両者１４８、１５２の間にはコイルバネ１５３が配置されている。
【００８２】
さらに、電磁コイル１５４と継鉄部材１５５が配置されており、電磁コイル１５４への通電により、継鉄部材１５５、プランジャ１４８および固定鉄心部材１５２からなる磁気回路に磁束が流れて、プランジャ１４８と固定鉄心部材１５２との間に電磁吸引力が発生して、プランジャ１４８がバネ１５３の力に抗して図７の上方へ変位する。これにより、冷房用電磁弁１５が上記のごとく開弁状態となる。
【００８３】
一方、電磁コイル１５４への通電を遮断すると、上記電磁吸引力が消滅するので、プランジャ１４８がバネ１５３の力により図７の下方へ変位するので、パイロット弁部１４９が制御穴１４７を閉塞する。背圧室１５０は主弁体１４６に開けた微小な連通穴１５６を通して入口ジョイント部１４１側の通路に連通しているので、背圧室１５０内の圧力は入口ジョイント部１４１側の圧力と同一となり、上記の圧力差がなくなるので、バネ１５３の力により主弁体１４６が図７の下方へ変位して、弁口１４５を閉塞する。すなわち、冷房用電磁弁１５が閉弁状態となる。
【００８４】
次に、暖房用電磁弁１６の部分について説明すると、弁ハウジング１４０の内部において、第１入口ジョイント部１４１側の通路は、連通路１５７を介して暖房用電磁弁１６の入口室１５８に常時連通している。暖房用電磁弁１６の出口通路１５９は第２出口ジョイント部１４４に連通する主通路１６０に直角状に交差して接続されるもので、この出口通路１５９に設けられた弁口１６１を主弁体１６２で開閉するようになっている。
【００８５】
ここで、出口通路１５９は断面円形の形状であり、弁口１６１の径を充分小径（本例では、φ２．２ｍｍ）に設定することにより、弁口１６１と出口通路１５９とにより、暖房用の減圧装置（絞り穴部）１７を構成している。
【００８６】
暖房用電磁弁１６のその他の弁構造は、基本的には冷房用電磁弁１５と同様であるので、その概要を簡単に述べると、主弁体１６２の制御穴１６３をプランジャ１６４のパイロット弁部１６５で開閉することにより背圧室１６６の圧力を制御して、主弁体１６２により弁口１６１を開閉する。
【００８７】
プランジャ（磁性体製の可動部材）１６４の図７左右方向への変位は、電磁機構により行う。この電磁機構は、固定鉄心部材１７０、コイルバネ１６７、電磁コイル１６８、および継鉄部材１６９を有しており、電磁コイル１６８への通電により電磁吸引力を発生させて、プランジャ１６４をバネ１６７の力に抗して図７の左方へ変位させる。これにより、プランジャ１６４のパイロット弁部１６５が制御穴１６３を開放するので、主弁体１６２が弁口１６１を開放して、暖房用電磁弁１６が開弁状態となる。
【００８８】
一方、電磁コイル１６８への通電を遮断すると、上記電磁吸引力が消滅するので、プランジャ１６４がバネ１６７の力により図７の右方へ変位するので、パイロット弁部１６５が制御穴１６３を閉塞する。これにより、主弁体１６２が弁口１６１を閉塞して、暖房用電磁弁１６が閉弁状態となる。
【００８９】
さらに、図６に示すように、弁ハウジング１４０内において、第２の入口ジョイント部１４２と第２の出口ジョイント部１４４との間を直線的に連通させる主通路１６０の途中に逆止弁２１を内蔵している。この逆止弁２１は主通路１６０の内壁面にねじ止め等の手段で固定されたリング状の保持板２１ａを備えており、この保持板２１ａの中央穴２１ｂを弁体２１ｃで開閉する構成となっている。
【００９０】
より具体的に説明すると、弁体２１ｃは樹脂等の材料で円板状に成形され、ゴム製のＯリング（弾性シール材）２１ｄを円板状部の小径部の外周面に嵌合保持しており、このＯリング２１ｄを保持板２１ａの中央穴２１ｂの周縁部に圧着することにより、図６に示す閉弁時のシール性を得る。
【００９１】
また、弁体２１ｃには、保持板２１ａの中央穴２１ｂ内に摺動自在に挿入される複数本の係止脚部２１ｅが一体成形されている。この係止脚部２１ｅの先端部には係止用の爪部が形成されており、この先端部の係止用爪部は樹脂の弾性変形により中央穴２１ｂ内に挿入することができ、弁体２１ｃが図６の閉弁状態から所定量だけ図６の左方へ移動すると、係止脚部２１ｅの係止用爪部が保持板２１ａに当接して、弁体２１ｃの開弁状態を保持する。
【００９２】
上記の構成により、冷媒が第２の入口ジョイント部１４２から第２の出口ジョイント部１４４へ向かって主通路１６０を流れるときは、逆止弁２１の弁体２１ｃが保持板２１ａから開離して中央穴２１ｂを開口し、逆方向へ冷媒が流れようとするときは弁体２１ｃのＯリング２１ｄが保持板２１ａに圧着して中央穴２１ｂを閉塞する。
【００９３】
第２実施形態によると、連通路１５７、入口室１５８、および出口通路１５９の部分により、ホットガスバイパス通路１８を構成している。従って、弁装置１４内部にホットガスバイパス通路１８を完全に内蔵できるとともに、出口通路１５９と主通路１６０との結合部によりバイパス通路１８の合流部も内蔵することになる。
【００９４】
従って、既存の冷房用の冷凍サイクルの冷媒配管レイアウトをほとんど変更することなく、複合部品を一体化した弁装置１４を追加するだけで、ホットガス暖房機能を持つ冷凍サイクル装置を車両に搭載できるので、車両搭載性を一層改善できる。
【００９５】
（第３実施形態）
図８、９は第３実施形態であり、１つの弁装置４０に、固定絞りからなる冷房用減圧装置２０と逆止弁２１とを一体化するものである。
【００９６】
弁装置４０は金属製の弁ハウジング４１を有し、その一端側に凝縮器１９の出口に直接結合される入口ジョイント部４２を有し、他端側に出口ジョイント部４３を有し、この出口ジョイント部４３は図８の低圧配管２２を介して蒸発器２８の入口側に接続される。
【００９７】
入口ジョイント部４２の下流側には冷房用減圧装置２０が形成されている。この冷房用減圧装置２０は、本例では弁ハウジング４１に直接開けられた細径のノズル状の絞り穴により構成されている。そして、冷房用減圧装置２０の出口部に逆止弁２１が対向配置されている。本例の逆止弁２１は、円板状の弁体２１ｃと、シール用Ｏリング２１ｄと、閉弁用のコイルバネ２１ｆと、バネ保持部材２１ｇとを備えている。
【００９８】
第３実施形態における逆止弁２１は、出口ジョイント部４３から入口ジョイント部４２へ向かう冷媒の逆流を阻止する作用の他に、冷房用減圧装置２０の減圧作用により発生する冷媒流動音を抑制する作用を発揮する。
【００９９】
すなわち、冷房モード時には、冷房用減圧装置２０の絞り穴形状により凝縮器１９で凝縮した冷媒が急激に減圧される。その際に、絞り穴から下流に向かって気液２相冷媒の噴出流（ジェットコア）が発生し、この噴出流の外周側には急激な速度勾配をもつ混合域が形成される。この混合域に形成される急激な速度勾配が原因となって、冷媒流動音（騒音）が発生する。
【０１００】
しかし、第３実施形態によると、逆止弁２１の円板状の弁体２１ｃを冷房用減圧装置２０の出口部に、この出口部より大きい外径で対向配置しているので、冷媒噴出流の形成範囲内に弁体２１ｃを位置させることができる。その結果、弁体２１ｃの板面に絞り穴からの冷媒噴出流が衝突して、冷媒噴出流による混合域の形成範囲を狭めることができ、これにより、冷媒流動音を低減できる。つまり、本例によると、逆止弁２１の弁体２１ｃに流動音低減部材の役割を兼務させることができる。
【０１０１】
（第４実施形態）
図１０は第４実施形態であり、第３実施形態では弁ハウジング４１に形成した絞り穴形状にて冷房用減圧装置２０を構成しているので、冷房用減圧装置２０が弁ハウジング４１と一体になっている（換言すると、固定式になっている）が、第４実施形態では、冷房用減圧装置２０を弁ハウジング４１に対して移動可能な構成（移動式）にしている。
【０１０２】
すなわち、第４実施形態では、弁ハウジング４１の内部に円筒状の移動部材２０ａを配置し、この移動部材２０ａの中心部に形成した細径の絞り穴２０ｂにより冷房用減圧装置２０を構成している。そして、移動部材２０ａの先端側（下流側）に逆止弁２１を一体に結合している。
【０１０３】
この逆止弁２１の弁体２１ｃには、移動部材２０ａの絞り穴２０ｂの下流端と連通する中心凹部２１ｈが形成され、さらにこの中心凹部２１ｈから放射状に径外方向に向かう複数の穴２１ｉが形成され、冷房用減圧装置２０の絞り穴２０ｂを通過した冷媒は逆止弁２１の中心凹部２１ｈから穴２１ｉを経て破線矢印ａのように、弁ハウジング４１の内壁面に向かって噴出する。
【０１０４】
入口ジョイント部４２から冷媒が流入する冷房モード時に、冷房用減圧装置２０の移動部材２０ａは、コイルバネ２１ｆのバネ力に抗して図１０の左方へ移動する。このとき、移動部材２０ａの外周面に嵌合保持されたＯリング（弾性シール材）２０ｃが弁ハウジング４１のストッパー面４１ａに圧着することにより、移動部材２０ａの外周側での冷媒洩れを防止する。
【０１０５】
また、出口ジョイント部４３側から冷媒が流入する暖房モード時には、逆止弁２１の外周面に嵌合保持されたＯリング（弾性シール材）２１ｄが弁ハウジング４１のストッパー面４１ｂに圧着することにより閉弁状態となる。
【０１０６】
（第５実施形態）
図１１、図１２は第５実施形態であり、１つの弁装置５０に、固定絞りからなる冷房用減圧装置２０と逆止弁２１と暖房用減圧装置１７とを一体化するものである。
【０１０７】
弁装置５０は金属製の弁ハウジング５１を有し、その一端側に凝縮器１９の出口に結合される第１入口ジョイント部５２を有し、他端側に暖房用電磁弁１６の出口に結合される第２入口ジョイント部５３を有している。そして、これらの両入口ジョイント部５２、５３の中間部位に、Ｔ字状に突出する出口ジョイント部５４が形成され、この出口ジョイント部５４は図１１の低圧配管２２を介して蒸発器２８の入口側に接続される。
【０１０８】
第１入口ジョイント部５２の下流側には冷房用減圧装置２０が形成されている。この冷房用減圧装置２０は、本例では弁ハウジング５１に直接開けられた細径の絞り穴により構成されている。
【０１０９】
そして、冷房用減圧装置２０の出口部に逆止弁２１が対向配置されている。本例の逆止弁２１は、円板状の弁体２１ｃと、閉弁用のコイルバネ２１ｆと、リング状のバネ保持部材２１ｇとを備えている。このバネ保持部材２１ｇは弁ハウジング５１にネジ止め等の手段で固定されおり、このバネ保持部材２１ｇの中心部に開けられた細径の絞り穴により暖房用減圧装置１７が構成されている。
【０１１０】
第５実施形態による逆止弁２１では、円板状の弁体２１ｃの中心部に円柱状のピン部２１ｃ′が一体形成されており、このピン部２１ｃ′の先端が暖房用減圧装置１７の絞り穴出口側にこれより大きい外径で対向配置してある。また、弁体２１ｃが冷房用減圧装置２０の絞り穴出口側にこれより大きい外径で対向配置してある。これにより、逆止弁２１は、暖房用減圧装置１７と冷房用減圧装置２０の両方からの冷媒噴出流の冷媒流動音を抑制する作用を発揮する。
【０１１１】
また、第５実施形態によると、逆止弁２１を収容している弁収容室２１ｊの部位により、ホットガスバイパス通路１８の合流部を構成できるので、出口ジョイント部５４に図１１に示す１本の低圧配管２２を接続するだけでよい。
【０１１２】
（第６実施形態）
図１３〜図１５は第６実施形態であり、前述した図６、図７の第２実施形態では、１つの弁装置１４に、両電磁弁１５、１６と暖房用減圧装置１７と逆止弁２１とを一体化しているが、第６実施形態ではこれらの部品に加えてさらに、冷房用減圧装置２０をも１つの弁装置６０に一体化している。
【０１１３】
この弁装置６０において、両電磁弁１５、１６は第２実施形態（図７参照）と同一構造であるから説明は省略する。その他、第２実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
【０１１４】
第６実施形態では、第２実施形態における逆止弁２１の設置部位（図７参照）に対応する部位、すなわち、図１４のＡ部に、逆止弁２１と冷房用減圧装置２０の両方を設置している。
【０１１５】
図１５はこのＡ部の拡大詳細図であり、弁装置６０の弁ハウジング１４０に形成した第１入口ジョイント部１４２の下流部にリング状部材２０ｄをネジ止め等の手段で固定し、このリング状部材２０ｄの中心部に開けた細径の絞り穴２０ｅにより冷房用減圧装置２０を構成している。
【０１１６】
そして、この冷房用減圧装置２０の下流側に冷房用減圧装置２０からの冷媒噴出流の冷媒流動音を抑制する作用を兼務する逆止弁２１を配置している。逆止弁２１の構成は、図９の第３実施形態と略同じでよい。
【０１１７】
（第７実施形態）
図１６〜図１８は第７実施形態であり、上記第６実施形態の弁装置６０を凝縮器１９の入口ジョイント１９ａ（図１参照）に直接取り付けるようにしたものである。
【０１１８】
このため、第７実施形態では、図１７に示すように弁装置６０の弁ハウジング１４０において、第１出口ジョイント部１４３に隣接する部位に取付ステー部１４３ａを突出形成している。この取付ステー部１４３ａは第１出口ジョイント部１４３に対して直交方向に突出し、その先端部に取付穴１４３ｂを形成している。
【０１１９】
第７実施形態によると、弁ハウジング１４０において、第１出口ジョイント部１４３を凝縮器１９の入口ジョイント１９ａに接続するとともに、取付ステー部１４３ａの取付穴１４３ｂにボルト（図示せず）を挿入して、このボルトを入口ジョイント１９ａのネジ穴（図示せず）にネジ込むことにより、弁装置６０を図１８に示すごとく凝縮器１９の前面部（凝縮器冷却風の上流側）に直接取り付け固定できる。
【０１２０】
また、第７実施形態では暖房用電磁弁１６の部分を凝縮器１９の凝縮器１９の上部サイドプレート１９ｄに取り付け固定するブラケット６１（図１８）を備えている。
【０１２１】
一般に、車両においては、凝縮器１９の後面部より前面部の方がスペース的余裕のあることが多いので、第７実施形態による弁装置６０の搭載構造は車両への搭載性を一層改善できる。
【０１２２】
（第８実施形態）
図１９は第８実施形態であり、前述の第１実施形態では、圧縮機吐出配管１３に圧力センサＳを取り付けているが、第８実施形態では図１９に示すように弁装置１４（図７に対応）の弁ハウジング１４０において、第１の入口ジョイント部１４１の下流部に圧力センサＳを取り付けている。
【０１２３】
図１９では、弁装置１４への圧力センサＳの取付を例示しているが、前述した弁装置４０、５０、６０においても同様に圧力センサＳを取り付けることができることはもちろんである。
【０１２４】
なお、圧力センサＳの検出信号は、暖房モード時にサイクル高圧が所定値まで上昇しないとき、冷媒量不足であるとして、圧縮機１０を停止（暖房モードの停止）させるために用いる。その他に、暖房モード時に車室内への吹出温度制御のために、圧力センサＳの検出信号に基づいてサイクル高圧の上下に応じて圧縮機１０作動を断続制御したり、あるいは、冷房モードの異常高圧時における圧縮機停止等のために、圧力センサＳの検出信号を用いる。
【０１２５】
（第９実施形態）
前記した第１、第２実施形態では冷房用減圧装置２０を細径のキャピラリチューブで構成しており、また、第３〜第８実施形態では、冷房用減圧装置２０をいずれも、細径の絞り穴形状の固体絞りにより構成しているが、第９実施形態では、図１８の車両搭載例において、凝縮器１９の出口ジョイント１９ｂと、弁装置６０の第２入口ジョイント部１４２との間を結合する冷媒配管７０を、細径のキャピラリチューブで構成することにより、冷房用減圧装置２０を上流側のキャピラリチューブ（細管の長さを所定長さとすることにより所定の圧損を得る固定絞り）７０と下流側の絞り穴部（穴開口面積を所定値に絞ることにより所定の圧損を得るオリフィス，ノズル状の固定絞り）との組み合わせで構成する。
【０１２６】
もちろん、前述した弁装置４０、５０、６０においても同様に冷房用減圧装置２０を上流側のキャピラリチューブ７０と下流側の絞り穴部との組み合わせで構成することができる。
【０１２７】
次に、図２０は第９実施形態による、キャピラリチューブと絞り穴部との組み合わせからなる冷房用減圧装置２０の冷媒流量調整特性を示すもので、横軸は減圧装置入口冷媒の状態を示し、０の目盛より左側は入口冷媒のサブクール（過冷却度）ＳＣをとり、右側は入口冷媒の乾き度Ｘをとっている。
【０１２８】
入口冷媒のサブクールＳＣは図２０の範囲Ｍに示すように、１５°Ｃ以内に押さえることが望まれている。これは、サブクールＳＣの増大によりサイクル高圧が上昇して圧縮機動力が増大することを抑制するためである。冷房用減圧装置２０をキャピラリチューブのみで構成した場合は破線の特性に示すようにサイクルの負荷変動に対する冷媒流量の増加割合が小さいので、サブクールＳＣが増大して、圧縮機動力の増大を招くことになるが、第９実施形態によるキャピラリチューブと絞り穴部との組み合わせによると、サイクルの負荷変動に対する冷媒流量の増加割合が大きいので、サブクールＳＣの増大を抑制して、圧縮機動力の増大を抑制できる利点がある。
【０１２９】
（第１０実施形態）
図２１は第１０実施形態による車両搭載図であり、図１に対して次の点で相違している。蒸発器２８の入口側低圧配管２２において、エンジンルーム側配管２２ａと車室内側配管２２ｂとの間を配管コネクタ２２０により結合し、また、蒸発器２８の出口側低圧配管３０において、エンジンルーム側配管３０ａと車室内側配管３０ｂとの間を配管コネクタ３００により結合する状態を示している。
【０１３０】
また、蒸発器２８の側面部に接続ジョイント２８０を一体に接合し、蒸発器２８の入口部と車室内側配管２２ｂとの間および蒸発器２８の出口部と車室内側配管３０ｂとの間をそれぞれ接続ジョイント２８０により結合している。
【０１３１】
図２２は、本発明者が試作検討した比較例における配管コネクタ２２０の接続構造であり、この比較例では、入口側低圧配管２２のエンジンルーム側配管２２ａを内径：６ｍｍの大きさとし、車室内側配管２２ｂを内径：１０．１ｍｍの大きさまで拡大している。この配管径の拡大は、車室内側配管２２ｂの内径を接続ジョイント２８０の入口側流路（蒸発器２８の入口部流路）の径に合致させるために行っている。
【０１３２】
ところが、エンジンルーム側配管２２ａの内径と車室内側配管２２ｂの内径が上記のように異なるため、配管コネクタ２２０に通路断面積の急拡大部が形成され、この内径の急拡大により冷媒圧力が急激に低下して、配管コネクタ２２０部を通過する冷媒に流動音が発生しやすいという不具合がある。
【０１３３】
また、入口側低圧配管２２として、径の異なる２種類の配管２２ａ、配管２２ｂが必要となり、コストアップの原因となる。
【０１３４】
第１０実施形態は、上記比較例における不具合を解消することを目的として案出されたもので、図２３は第１０実施形態による蒸発器２８の正面図で、アルミニュウム等の金属薄板からなる偏平チューブ２８ａを図２３の左右方向に多数積層するとともに、偏平チューブ２８ａ相互の間にコルゲートフィン２８ｂを接合している。
【０１３５】
偏平チューブ２８の上下両端部には、各偏平チューブ２８への冷媒分配または各偏平チューブ２８からの冷媒集合を行うタンク部２８ｃ、２８ｄを一体成形している。そして、蒸発器２８の左右両側の一方の側面部に、アルミニュウム等の金属からなる接続ジョイント２８０をろう付けにより接合している。
【０１３６】
図２４は接続ジョイント２８０の断面図で、入口側低圧配管２２の車室内側配管２２ｂが接続される入口側流路２８１と、出口側低圧配管３０の車室内側配管３０ｂが接続される出口側流路２８２とを有しており、この両通路２８１、２８２の穴形状は接続ジョイント２８０の厚さ方向を平行に貫通している。
【０１３７】
ここで、入口側流路２８１には、その通路断面積を徐々に拡大するテーパ状拡大部（ディフューザ部）２８１ａが形成してある。具体的には、入口側流路２８１の内径を、車室内側配管２２ｂに対応する内径（例えば、６ｍｍ）から蒸発器２８の入口部流路に対応する内径（例えば、１０．１ｍｍ）まで徐々に拡大している。
【０１３８】
このテーパ状拡大部２８１ａの形成によって、入口側低圧配管２２のエンジンルーム側配管２２ａと車室内側配管２２ｂの内径を同一径（例えば、６ｍｍ）にすることができる。このため、両配管２２ａ、２２ｂの間を結合する配管コネクタ２２０として、図２５（ａ）（ｂ）に示すように、通路断面積が略一定で、通路断面積（内径）の急拡大部を持たないのものを使用することができる。
【０１３９】
この結果、蒸発器２８の入口側に位置する配管コネクタ２２０および入口側流路２８１の部位において、冷媒の急激な圧力低下が発生せず、冷媒の流動音を低減できる。
【０１４０】
なお、図２５（ａ）の配管コネクタ２２０は、両配管２２ａ、２２ｂの間にコネクタ本体２２０ａを介在し、このコネクタ本体２２０ａに対して両配管２２ａ、２２ｂの先端部をユニオンナット２２０ｂ、２２０ｃにより締結するようにしたものである。図２５（ｂ）の配管コネクタ２２０は一方の配管、例えば、車室内側配管２２ｂの先端部にコネクタ本体２２０ａを接合し、このコネクタ本体２２０ａに他方のエンジンルーム側配管２２ａの先端部をユニオンナット２２０ｂにより直接締結するようにしたものである。２２０ｄはシール用のＯリングである。
【０１４１】
更に、第１０実施形態では、図２７に示すように、暖房用減圧装置１７の出口側冷媒流路にも通路断面積を徐々に拡大するテーパ状拡大部（ディフューザ部）１６０ａを形成している。図２６は図７に対応する弁装置１４の断面図で、図２７は図２６のＡ−Ａ断面図である。
【０１４２】
暖房用電磁弁１６の出口側の主通路１６０の一端は出口通路１５９を介して弁口１６１（図２６）に連通している。第２実施形態で既述したように、この弁口１６１と出口通路１５９とにより、暖房用減圧装置（絞り穴部）１７を構成している。
【０１４３】
そして、上記の主通路１６０に、通路断面積を上流から下流に向かって徐々に拡大するテーパ状拡大部１６０ａを形成している。このテーパ状拡大部１６０ａは、暖房用減圧装置１７の出口部における通路急拡大を解消して、冷媒圧力の急激な低下を抑制し、これにより、ホットガスバイパス運転時における冷媒流動音を低減するものである。
【０１４４】
図２８は第１０実施形態による２つのテーパ状拡大部１６０ａ、２８１ａを含むホットガスバイパス運転時の冷媒通路を概略図示するもので、暖房用減圧装置１７の出口部に位置するテーパ状拡大部１６０ａのテーパ角をθ_fで示し、蒸発器２８の入口部に位置するテーパ状拡大部２８１ａのテーパ角をθ_rで示している。
【０１４５】
図２９は、上記両テーパ状拡大部１６０ａ，２８１ａのテーパ角θ_f、θ_rと、蒸発器部騒音との関係を示す実験結果であり、図２９の横軸は蒸発器入口側テーパ状拡大部２８１ａのテーパ角θ_rをとっている。
【０１４６】
この蒸発器入口側テーパ角θ_rを１５°以内（θ_r＜１５°）の範囲に設定し、かつ、暖房用減圧装置出口側のテーパ角θ_fを１２°以内（θ_f＜１２°）に設定すると、蒸発器部騒音を略４６ｄＢ以内に低減できることを確認できた。これは、テーパ状拡大部１６０ａ，２８１ａによって冷媒圧力の急低下を抑えて冷媒流速の音速化を防止できるためである。特に、暖房用減圧装置出口側のテーパ角θ_f＝３°であるときは、出口側のバイパス接続通路１６５のテーパ角θ_rを１５°まで増大しても、蒸発器部騒音を４５ｄＢ一定に抑えることができ、騒音低減のために有利である。
【０１４７】
なお、図２９おいて、θ_f、θ_r＝１８０°はテーパ形状のないこと、換言すると、通路断面形状が直角状に急拡大する形状であることを意味しており、この場合は、暖房用減圧装置１７直後の部位および蒸発器２８の入口側部位のうち、いずれか一方に、通路急拡大部が形成されることになるので、蒸発器部騒音はかなり上昇してしまう。
【０１４８】
（第１１実施形態）
上述した第１〜第１０実施形態では、いずれも、圧縮機吐出ガスを凝縮器１９側通路とホットガスバイパス通路１８側とに切り替える切替用弁手段として、機能的に独立した２つの電磁弁１５、１６を使用しているが、第１１実施形態では、この２つの電磁弁１５、１６の冷媒流れ切替機能（凝縮器１９およびホットガスバイパス通路１８側への冷媒流れの切替機能）を、図３０、３１に示す１つの三方切替弁４００にて達成することにより、弁手段の小型化およびコスト低減をより一層図るものである。
【０１４９】
第１１実施形態による車両搭載状態は、例えば、図２１（第１０実施形態）と同じでよいので、その説明を省略する。図３２は、機能的に独立した２つの電磁弁１５、１６による弁作動と図３０、３１に示す三方切替弁４００による弁作動とを比較して示すもので、三方切替弁４００によると、凝縮器１９側およびホットガスバイパス通路１８側を両方とも開、あるいは両方とも閉にすることができないことが分かる。
【０１５０】
しかし、本発明者らの実験検討によると、ホットガスバイパスによる暖房モードを設定する冷凍サイクル装置において、上記のごとく両方とも閉にする必要性は本来なく、また、両方とも開にする冷媒量調整モードは、アキュームレータ１８の容積が小さい場合（例えば、３００ｃｃ以下の場合）に限って必要となるのであって、アキュームレータ３１の容積が大きい場合は図３０、３１に示す三方切替弁４００により対応可能である。
【０１５１】
その理由は、アキュームレータ容積が小さい場合はアキュームレータ３１内が液冷媒で充満して液冷媒がアキュームレータ３１より溢れ出ることがあり、この状態ではアキュームレータ３１の気液分離機能がなくなる。そのため、凝縮器１９側およびホットガスバイパス通路１８側を両方とも開にして、凝縮器１９側へ余剰冷媒の一部を放出させる必要が生じる。
【０１５２】
しかし、アキュームレータ容積が十分大きい場合はアキュームレータ３１より液冷媒が溢れ出るという現象が発生しないので、凝縮器１９側へ余剰冷媒を放出させるための冷媒量調整モード（すなわち、凝縮器１９側およびホットガスバイパス通路１８側を両方とも開）を実行する必要がない。従って、図３０、３１に示す三方切替弁４００により対応可能となるのである。
【０１５３】
次に、上記三方切替弁４００を備えた弁装置１４の具体的構成および作動を図３０、３１に基づいて説明する。弁装置１４の弁ハウジング１４０に、圧縮機１０からの吐出ガス冷媒が流入する入口ジョイント部１４１と、凝縮器１９の入口側に接続される出口ジョイント部１４３が弁ハウジング１４０に一直線上に対向配置されている。また、この両ジョイント部１４１、１４３を結ぶ軸線と直交方向に、ホットガスバイパス通路１８の入口側に接続される出口ジョイント部１４４が配置されている。
【０１５４】
弁ハウジング１４０内には、第１、第２の主弁体４１４、４１５およびパイロット弁体４１６が図３０の上下方向に変位可能に配置されている。第１の主弁体４１４は、入口ジョイント部１４１と凝縮器側出口ジョイント部１４３とを接続する弁口４１７を開閉する。また、第２の主弁体４１５は、入口ジョイント部１４１とバイパス側出口ジョイント部１４４とを接続する絞り穴４１８を開閉する。この絞り穴４１８はホットガスバイパス通路１８の入口部を絞る暖房用減圧装置１７を構成する。
【０１５５】
そして、第１の主弁体４１４と第２の主弁体４１５は、複数本の連結棒（連結手段）４２８により一体に連結され、一体に変位するようになっている。なお、図３０では連結棒４２８を１本のみ図示している。
【０１５６】
第１の主弁体４１４に対して、弁口４１７と反対側の部位に背圧室４１９が形成され、この背圧室４１９内に第１の主弁体４１４閉弁用のバネ４２０が配置されている。背圧室４１９は、制御穴４２１と接続通路４２２を介して第１の主弁体４１４の下流側（すなわち、凝縮器側出口ジョイント部１４３の通路）に連通している。また、背圧室４１９内は、図示しない微小連通路を介して第１の主弁体４１４の上流側（すなわち、入口ジョイント部１４１の通路）に常時連通している。
【０１５７】
パイロット弁体４１６は上記制御穴４２１を開閉するものであって、プランジャ４２３（図２６等のプランジャ１４８、１６４に相当）を持つ電磁機構により駆動される。パイロット弁体４１６の軸部の上端部はプランジャ４２３の下端部に一体に連結されている。
【０１５８】
プランジャ４２３を図３０の上方へ吸引するための電磁機構は図２６等と同じであり、磁性体製のプランジャ４２３に対向して固定鉄心部材４２４が配置され、この両者４２３、４２４の間にはコイルバネ４２５が配置されている。さらに、電磁コイル４２６と継鉄部材４２７が電磁機構に具備されている。
【０１５９】
電磁コイル４２６に通電していないときは、プランジャ４２３がバネ４２５の力により図３０の下方へ変位するので、パイロット弁体４１６が制御穴４２１を開口する。すると、第１主弁体４１４の背圧室４１９が制御穴４２１と接続通路４２２を介して出口ジョイント部１４３側の通路に連通して、背圧室４１９の圧力が低下する。
【０１６０】
これにより、入口ジョイント部１４１側の圧力と背圧室４１９との間に差圧が発生し、この差圧が第１主弁体４１４に対して図３０の上方への押圧力として作用する。この押圧力により第１、第２主弁体４１４、４１５が図３０の上方へ変位して、第１主弁体４１４により弁口４１７が開放され、これと同時に、第２主弁体４１５により絞り穴４１８が閉塞される。すなわち、電磁コイル４２６の非通電時は、入口ジョイント部１４１が凝縮器側出口ジョイント部１４３と連通し、冷房モードが設定される。
【０１６１】
一方、電磁コイル４２６に通電すると、継鉄部材４２７、プランジャ４２３および固定鉄心部材４２４からなる磁気回路に磁束が流れて、プランジャ４２３と固定鉄心部材４２４との間に吸引力が発生して、プランジャ４２３がバネ４２５のバネ力に抗して図３０の上方へ変位し、パイロット弁体４１６も上方へ変位する。
【０１６２】
これにより、制御穴４２１がパイロット弁体４１６により閉塞されるので、第１主弁体４１４の背圧室４１９と凝縮器側出口ジョイント部１４３との連通が遮断される。ここで、背圧室４１９内は図示しない微小連通路を介して入口ジョイント部１４１の通路に常時連通しているので、背圧室４１９内の圧力が入口ジョイント部１４１の圧力まで上昇する。
【０１６３】
この結果、第１主弁体４１４の上下両側に作用する圧力が同じになるので、第１主弁体４１４はバネ４２０のバネ力により弁口４１７の弁座面に圧接し、弁口４１７を閉塞する。これと同時に、第２主弁体４１５は絞り穴４１８の弁座面から開離し、絞り穴４１８を開口する。
【０１６４】
すなわち、電磁コイル４２６の通電時は、入口ジョイント部１４１がバイパス側出口ジョイント部１４４と連通し、暖房モードが設定される。
【０１６５】
なお、第１０、第１１実施形態では、弁装置１４に冷房用減圧装置２０および逆止弁２１を一体化しない場合について説明したが、図１３〜図１５に示す第６実施形態の弁装置６０のように第１０、第１１実施形態の弁装置１４に冷房用減圧装置２０および逆止弁２１を一体化してもよい。
【０１６６】
（他の実施形態）
なお、上記の各実施形態では、いずれも、冷房用減圧装置２０の下流側に逆止弁２１を配置しているが、冷房用減圧装置２０の上流側と凝縮器１９の出口ジョイント１９ｂとの間に逆止弁２１を配置してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す車両搭載状態の概略斜視図である。
【図２】第１実施形態による冷凍サイクル説明図である。
【図３】従来装置の冷媒回収制御の実施に伴う起動時圧力挙動のグラフである。
【図４】従来装置の圧縮機最低吸入圧力のグラフである。
【図５】本発明装置の圧縮機最低吸入圧力のグラフである。
【図６】第２実施形態における弁装置の断面図で、図７のＡ−Ａ断面を示す。
【図７】第２実施形態における弁装置の断面図である。
【図８】第３実施形態による冷凍サイクル説明図である。
【図９】第３実施形態における弁装置の断面図である。
【図１０】第４実施形態における弁装置の断面図である。
【図１１】第５実施形態による冷凍サイクル説明図である。
【図１２】第５実施形態における弁装置の断面図である。
【図１３】第６実施形態による冷凍サイクル説明図である。
【図１４】第６実施形態における弁装置の断面図である。
【図１５】図１４のＡ部拡大断面図である。
【図１６】第７実施形態における弁装置の正面図である。
【図１７】第７実施形態における弁装置の側面図である。
【図１８】第７実施形態による車両搭載状態の概略斜視図である。
【図１９】第８実施形態における弁装置の断面図である。
【図２０】第９実施形態による冷房用減圧装置の作動特性の説明図である。
【図２１】第１０実施形態による車両搭載状態の概略斜視図である。
【図２２】第１０実施形態の比較例による配管コネクタ部の半断面図である。
【図２３】第１０実施形態における蒸発器の正面図である。
【図２４】第１０実施形態における蒸発器の接続ジョイントの断面図である。
【図２５】第１０実施形態における配管コネクタ部の半断面図である。
【図２６】第１０実施形態における弁装置の断面図である。
【図２７】第１０実施形態における弁装置の断面図で、図２６のＡ−Ａ断面を示す。
【図２８】第１０実施形態におけるホットガスバイパス側の通路構成の概要図である。
【図２９】第１０実施形態による騒音低減効果を示すグラフである。
【図３０】第１１実施形態における弁装置の断面図である。
【図３１】第１１実施形態における弁装置の上面図である。
【図３２】第１１実施形態における三方切替弁とその他の実施形態における２つの電磁弁との作動比較図である。
【図３３】従来装置の冷凍サイクル説明図である。
【符号の説明】
１０…圧縮機、１５…冷房用電磁弁（弁手段）、
１６…暖房用電磁弁（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、２２…低圧配管、２８…蒸発器、３１…アキュームレータ。

Claims

車両エンジン（１２）により駆動される圧縮機（１０）と、
この圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を凝縮する凝縮器（１９）と、
この凝縮器（１９）で凝縮した冷媒を減圧する冷房用減圧装置（２０）と、
この冷房用減圧装置（２０）により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器（２８）と、
この蒸発器（２８）の出口側と前記圧縮機（１０）の吸入側との間に配置され、冷媒の気液を分離して、液冷媒を貯留するとともにガス冷媒を前記圧縮機（１０）に吸入させるアキュームレータ（３１）と、
前記圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を直接、前記蒸発器（２８）の入口側に導入するホットガスバイパス通路（１８）と、
このホットガスバイパス通路（１８）に設けられ、前記圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を減圧する暖房用減圧装置（１７）と、
前記圧縮機（１０）の吐出ガス冷媒を冷房モード時には前記凝縮器（１９）側へ流入させ、暖房モード時には前記ホットガスバイパス通路（１８）側へ流入させるよう、冷媒流れを切り替える弁手段（１５、１６）と、
前記暖房モード時に、前記ホットガスバイパス通路（１８）から前記凝縮器（１９）側へ冷媒が逆流するのを防止する逆流防止手段（２１）とを備え、
さらに、前記冷房用減圧装置（２０）を固定絞りにより構成して、前記冷房用減圧装置（２０）を前記凝縮器（１９）の出口側に直接接続し、
前記逆流防止手段（２１）を前記冷房用減圧装置（２０）の出口側に接続し、
前記圧縮機（１０）、前記凝縮器（１９）、前記冷房用減圧装置（２０）、前記ホットガスバイパス通路（１８）、前記暖房用減圧装置（１７）、前記弁手段（１５、１６）および前記逆流防止手段（２１）を、前記車両エンジン（１２）が配置されるエンジンルーム（２４）側に配置し、前記蒸発器（２８）を車室内（２５）側に配置し、
前記弁手段（１５、１６）、前記暖房用減圧装置（１７）および前記逆流防止手段（２１）を、前記エンジンルーム（２４）側に配置される１つの弁装置（１４）として一体に構成し、
一方、前記冷房用減圧装置（２０）は、前記逆流防止手段（２１）と前記凝縮器（１９）との間にて前記弁装置（１４）と別体で構成されており、
前記逆流防止手段（２１）の出口側および前記ホットガスバイパス通路（１８）の出口側を合流する合流部を前記弁装置（１４）に内蔵し、
前記弁装置（１４）には前記合流部と連通する出口ジョイント部（１４４）が設けられ、
前記出口ジョイント部（１４４）を１本の低圧配管（２２）により前記蒸発器（２８）の入口側に接続し、
前記冷房用減圧装置（２０）の出口から前記合流部に至るまでの通路長さよりも、前記合流部から前記蒸発器（２８）の入口側に至るまでの通路長さを長くしたことを特徴とする車両用冷凍サイクル装置。
前記弁装置（１４）を前記凝縮器（１９）に取り付け固定したことを特徴とする請求項１に記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記凝縮器（１９）は前面側に入口ジョイント（１９ａ）および出口ジョイント（１９ｂ）を有し、前記入口ジョイント（１９ａ）に前記弁装置（１４）を直接結合したことを特徴とする請求項２に記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記逆流防止手段は、前記冷房用減圧装置（２０）の出口部に対向配置された逆止弁（２１）であり、
この逆止弁（２１）に前記冷房用減圧装置（２０）から噴出する冷媒噴出流の流動音を低減する流動音低減部材を兼務させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記逆流防止手段は、前記暖房用減圧装置（１７）および前記冷房用減圧装置（２０）の両方の出口部に対向配置された逆止弁（２１）であり、
この逆止弁（２１）に前記暖房用減圧装置（１７）および前記冷房用減圧装置（２０）から噴出する冷媒噴出流の流動音を低減する流動音低減部材を兼務させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記冷房用減圧装置（２０）をキャピラリチューブと絞り穴部との組み合わせで構成したことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記暖房モード時に冷媒が流れる冷媒通路の急拡大部に、通路断面積を徐々に拡大するテーパ状拡大部（１６０ａ、２８１ａ）を設けたことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記テーパ状拡大部（２８１ａ）は、前記蒸発器（２８）の入口部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記蒸発器（２８）の入口部に接続ジョイント（２８０）を設け、この接続ジョイント（２８０）に前記テーパ状拡大部（２８１ａ）が内蔵されていることを特徴とする請求項８に記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記テーパ状拡大部（１６０ａ）は、前記暖房用減圧装置（１７）の出口部に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の車両用冷凍サイクル装置。
前記弁手段（１５、１６）を三方切替弁（４００）で構成したことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の車両用冷凍サイクル装置。