WO2021235124A1

WO2021235124A1 - 流路切替装置

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Publication number: WO2021235124A1
Application number: PCT/JP2021/014721
Authority: WO
Inventors: 友宏早瀬; 伸治梯
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2021-04-07
Publication date: 2021-11-25
Also published as: JP2021183850A

Abstract

流路切替装置は、流体が循環する流体回路（５０）の流路構成を切り替える流路切替装置であって、本体部材（５）と、複数の接続部材（２０）と、駆動部（３０）と、を備えている。本体部材には、複数の流体流路（１０）が形成されている。流体流路は、流体回路に接続する為の接続口（１５）及び接続口を通過した流体が流出入可能に開口された連通穴（１３）を有している。複数の接続部材は、本体部材の表面に取り付けられ、流体流路の連通穴と、他の流体流路の連通穴とを接続する接続流路（２１）を有する。駆動部は、流体流路に配置され、流体の流量を調整する複数の弁体部（７２）を少なくとも連動して駆動させる。そして、駆動部は、本体部材の表面に配置されている。

Description

流路切替装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０２０年５月２１日に出願された日本特許出願２０２０－０８８９３５号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、流体回路における流路構成を切り替える流路切替装置に関する。

　従来、流体回路においては、用途に応じて流路構成を実現する為に、複数の切替弁が配置されている。例えば、特許文献１に記載された給水ポンプ装置では、第１切替バルブ～第５切替バルブが、流路構成を切り替える為に採用されており、第１切替バルブ～第５切替バルブの作動を制御することによって、５つのパターンの流路構成に切り替えている。

特開２０１４－３７７１６号公報

　ここで、特許文献１の技術において、第１切替バルブ～第５切替バルブは、それぞれ多数の配管、継手を介して接続されている。この為、流路を切り替える構成が大型化してしまい、装置全体としてのスペース及び重量に影響を及ぼしてしまう。

　又、特許文献１では、第１切替バルブ～第５切替バルブのそれぞれに対して、切替動作に係る駆動部が必要になる。この為、各切替バルブの駆動部も考慮すると、特許文献１では、更に、流路を切り替える構成のスペースや重量に関して改善する余地があると考えられる。

　本開示は、上記点に鑑み、コンパクトな構成で、流体回路における流路構成を切り替えることができる流路切替装置を提供することを目的とする。

　前記目的を達成するため、本開示の一態様に係る流路切替装置は、流体が循環する流体回路の流路構成を切り替える流路切替装置であって、本体部材と、複数の接続部材と、駆動部と、を備えている。

　本体部材には、複数の流体流路が形成されている。流体流路は、流体回路に接続する為の接続口及び接続口を通過した流体が流出入可能に開口された連通穴を有している。

　複数の接続部材は、本体部材の表面に取り付けられ、流体流路の連通穴と、他の流体流路の連通穴とを接続する接続流路を有する。駆動部は、流体流路に配置され、流体の流量を調整する複数の弁体部を少なくとも連動して駆動させる。そして、駆動部は、本体部材の表面に配置されている。

　これによれば、本体部材に対して、複数の接続部材、駆動部が積層配置された構成になる為、流体回路の流路構成を切り替える為の配管、継手及び弁の機能を集約することができ、よりコンパクトな構成の一態様を実現することができる。

　又、流路切替装置によれば、本体部材に対して駆動部が積層配置された構成になる為、流体回路における複数の弁体部を相互に近接した位置に配置することができる。駆動部は、複数の弁体部を少なくとも連動して駆動させるように構成されている為、流路切替装置は、各弁体部に対してモータ等の駆動源を配置する場合に比べ、コンパクトで軽量な構成で、流体回路の流路構成の切替を実現することができる。

　本開示についての上記及び他の目的、特徴や利点は、添付図面を参照した下記詳細な説明から、より明確になる。添付図面において、
図１は、一実施形態に係る流路切替装置の概略構成図であり、図２は、一実施形態に係る流路切替装置の側面図であり、図３は、一実施形態に係る熱媒体回路の全体構成図であり、図４は、一実施形態に係る流路切替装置における本体部材の構成図であり、図５は、一実施形態に係る本体部材に対する複数の接続部材の配置に関する説明図であり、図６は、一実施形態に係る接続部材の外観斜視図であり、図７は、図４、５におけるＶＩＩ－ＶＩＩ断面の断面図であり、図８は、一実施形態の流路切替装置における流路抵抗部に関する説明図であり、図９は、流路切替装置における熱媒体三方弁の概略構成を示す説明図であり、図１０は、一実施形態に係る流路切替装置の断熱部を示す説明図であり、図１１は、流路切替装置における内部構成の変形例を示す断面図であり、図１２は、流路切替装置における複数の接続部材の配置に関する変形例を示す説明図である。

　以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各実施形態において、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の実施形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

　本実施形態に係る流路切替装置１の概略構成について、図面を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る流路切替装置１は、流体回路としての熱媒体回路５０の一部を構成しており、後述するように、熱媒体回路５０における流路構成を切り替える。

　本実施形態に係る熱媒体回路５０は、走行用の駆動力をモータジェネレータから得る電気自動車に搭載されている。熱媒体回路５０は、電気自動車において、空調対象空間である車室内の空調を行うと共に、温度調整対象である車載機器（例えば、発熱機器５４）の温度調整を行う際に利用される。つまり、本実施形態に係る熱媒体回路５０は、電気自動車において、車載機器の温度調整機能付きの車両用空調装置の一部を構成している。

　本実施形態における熱媒体回路５０では、作動時に発熱する発熱機器５４を温度調整の対象としている。発熱機器５４には、複数の構成機器が含まれている。発熱機器５４の構成機器としては、具体的に、モータジェネレータ、電力制御ユニット（所謂、ＰＣＵ）、先進運転支援システム（所謂、ＡＤＡＳ）用の制御装置等を挙げることができる。

　モータジェネレータは、電力を供給されることによって走行用の駆動力を出力し、車両の減速時等には回生電力を発生させる。ＰＣＵは、各車載機器へ供給される電力を適切に制御するために変圧器、周波数変換器等を一体化させたものである。

　図１に示すように、本実施形態に係る流路切替装置１には、熱媒体回路５０の構成機器が接続されている。具体的には、流路切替装置１には、熱媒体配管を介して、ヒータコア５１、熱媒体冷媒熱交換器５２、加熱装置５３、発熱機器５４、ラジエータ５５、第１熱媒体ポンプ５６ａ、第２熱媒体ポンプ５６ｂが接続されている。

　そして、流路切替装置１は、図２、図４に示すように、本体部材５と、複数の接続部材２０と、駆動部３０を有している。流路切替装置１において、複数の接続部材２０、本体部材５、駆動部３０の順番で、積層方向Ｌに従って積層配置されている。

　図１～図５に示すように、本実施形態に係る流路切替装置１において、本体部材５は、合成樹脂によって直方体を為すブロック状に形成されている。そして、本体部材５の一面（例えば、図２における下面）側には、複数の接続部材２０が取り付けられている。図６、図７に示すように、接続部材２０は、一つの面が開放された箱体状に形成されている。箱体状の接続部材２０の開口部を、本体部材５の一面によって閉塞することで、接続部材２０の内部には、熱媒体が流通する接続流路２１が形成される。

　又、本体部材５の一面の裏側にあたる他面側（例えば、図２における上面）には、他面側が開放された溝状の流体流路１０が複数形成されている。各流体流路１０は、図２、図７に示すように、本体部材５の他面に対して駆動部３０の取付板部材３１を接合することによって、熱媒体回路５０の熱媒体が流通する管路として機能する。本実施形態における本体部材５は、複数の流体流路１０として、第１流体流路１０ａ、第２流体流路１０ｂ、第３流体流路１０ｃ、第４流体流路１０ｄを有している。

　各流体流路１０は、それぞれ、少なくとも一つ以上の連通穴１３及び接続口１５を有している。連通穴１３は、溝状に形成された流体流路１０の底部を、本体部材５の一面側に向かって貫通するように形成された開口部であり、流体流路１０の内部と本体部材５の外部とを連通している。

　従って、本体部材５の一面側に接続部材２０を取り付けた場合、流体流路１０と、接続部材２０に形成された接続流路２１との間で、連通穴１３を介して熱媒体の流出入が可能となる。本体部材５には、第１連通穴１３ａ～第６連通穴１３ｆが形成されている。

　そして、接続口１５は、熱媒体回路５０の構成機器と接続する際に、熱媒体配管が接続される部分である。各接続口１５は、本体部材５の側面に配置されている。図１等に示すように、本体部材５は、第１接続口１５ａ～第１０接続口１５ｊを有している。

　又、流体流路１０の内部には、複数の弁体部７２が配置されている。本実施形態においては、後述する第１熱媒体三方弁７０ａ及び第２熱媒体三方弁７０ｂの弁体部７２が流体流路１０の内部に配置されている。各弁体部７２は、本体部材５における流体流路１０及び接続部材２０に形成された接続流路２１における熱媒体の流れを切り替え、熱媒体回路５０の流路構成を変更する。

　図２に示すように、駆動部３０は、本体部材５の他面側に配置されており、取付板部材３１及びカバー部材３２によって構成される収容部の内部に、各弁体部７２を連動して作動させる為の構成を収容している。具体的には、取付板部材３１及びカバー部材３２の内部には、電磁モータ３３、リンク板３４、伝達部材３５が収容されている。

　取付板部材３１は、合成樹脂製の板状部材であり、本体部材５の他面と同じサイズに形成されている。取付板部材３１は、本体部材５の他面（図２における本体部材５の上面）に対して、振動溶着やレーザー溶着等によって接合されて密閉される。これにより、溝状の流体流路１０における開放部分が取付板部材３１によって閉塞される為、流体流路１０は、熱媒体が流通する管路として機能する。

　カバー部材３２は、本体部材５の他面及び取付板部材３１を同じサイズになるように形成された箱状の部材であり、電磁モータ３３、リンク板３４、伝達部材３５を、塵や水から保護する。

　そして、電磁モータ３３は、電力供給によって駆動する駆動軸を有しており、各熱媒体三方弁７０の弁体部７２を動作させる駆動源として機能する。カバー部材３２の内部において、電磁モータ３３は、予め定められた位置となるように取付板部材３１に対して固定されている。

　リンク板３４は、電磁モータ３３の駆動軸に固定された円板状の部材であり、電磁モータ３３の作動に伴って回転する。リンク板３４には、伝達部材３５の一端部が取り付けられている為、リンク板３４の回転に伴って、電磁モータ３３の駆動力が伝達部材３５に伝達される。

　伝達部材３５の他端部は、熱媒体三方弁７０の弁体部７２における回転軸に接合されている為、電磁モータ３３の駆動力は、各熱媒体三方弁７０の弁体部７２に伝達される。各伝達部材３５は、カバー部材３２の内部において、それぞれに予め定められた位置となるように、取付板部材３１に対して取り付けられている。従って、流路切替装置１は、駆動部３０を構成する電磁モータ３３の作動を制御することによって、各熱媒体三方弁７０における弁体部７２の動作を制御することができる。

　尚、駆動部３０には、図示しない駆動制御部が含まれている。駆動制御部は、流路切替装置１の動作を制御する為の電子制御ユニットである。具体的には、駆動制御部は、マイクロコントローラを有しており、図示しない制御装置からの制御信号に従って、電磁モータ３３の作動を制御する。

　次に、本実施形態における本体部材５の流体流路１０及び複数の接続部材２０における接続流路２１の構成について、図３～図５を参照して説明する。上述したように、熱媒体回路５０は、熱媒体としての冷却水を循環させる熱媒体循環回路である。本実施形態では、車室内の空調及び車載機器の冷却を行う為に、後述するように熱媒体回路５０の流路構成を切り替えている。熱媒体回路５０を循環する熱媒体として、非圧縮性流体であるエチレングリコール水溶液が採用されている。

　図１等に示すように、第１接続口１５ａには、熱媒体配管を介して、第１熱媒体ポンプ５６ａの吸入口が接続されている。ここで、第１接続口１５ａは、図４に示すように、流体流路１０の一端部を構成している。

　第１熱媒体ポンプ５６ａは、図示しない制御装置から出力される制御電圧によって、回転数（即ち、圧送能力）が制御される電動ポンプである。第１熱媒体ポンプ５６ａの吐出口は、熱媒体配管を介して、熱媒体冷媒熱交換器５２における熱媒体通路５２ｂの流入口に接続されている。従って、第１熱媒体ポンプ５６ａは、熱媒体を熱媒体冷媒熱交換器５２の熱媒体通路５２ｂへ向けて圧送する。

　熱媒体冷媒熱交換器５２は、熱媒体回路５０の構成機器であると同時に、冷凍サイクル９０の構成機器の１つである。熱媒体冷媒熱交換器５２は、冷凍サイクル９０の冷媒を流通させる冷媒通路５２ａと、熱媒体回路５０の熱媒体を流通させる熱媒体通路５２ｂを有している。

　熱媒体冷媒熱交換器５２は、伝熱性に優れる同種の金属（本実施形態では、アルミニウム合金）で形成されており、各構成部材は、ロウ付け接合によって一体化されている。これにより、冷媒通路５２ａを流通する冷媒と熱媒体通路５２ｂを流通する熱媒体は、互いに熱交換することができる。

　尚、熱媒体冷媒熱交換器５２は、冷凍サイクル９０のサイクル構成を変更することによって、放熱器（いわゆる、水冷コンデンサ）として機能する場合と、吸熱器（いわゆる、チラー）として機能する場合とに切り替えられる。

　例えば、冷凍サイクル９０のサイクル構成を切り替えて、冷凍サイクル９０の高圧冷媒が冷媒通路５２ａを流通する場合には、高圧冷媒の熱を熱媒体通路５２ｂの熱媒体へ放熱させる放熱器として機能する。この場合、熱媒体冷媒熱交換器５２は、高圧冷媒の熱で熱媒体を加熱することができる。

　一方、冷凍サイクル９０の低圧冷媒が冷媒通路５２ａを流通するように、サイクル構成を切り替えた場合には、熱媒体通路５２ｂを流通する熱媒体の熱を低圧冷媒に吸熱させる吸熱器として機能する。この場合、熱媒体冷媒熱交換器５２は、低圧冷媒を冷熱源として、熱媒体を冷却することができる。

　そして、熱媒体冷媒熱交換器５２の流出口側には、熱媒体配管を介して、第２接続口１５ｂが接続されている。第２接続口１５ｂは、図４に示すように、流体流路１０の一端部を構成している。

　流体流路１０の一端部を構成する第３接続口１５ｃには、加熱装置５３が接続されている。加熱装置５３は、加熱用通路及び発熱部を有しており、図示しない制御装置から供給される電力によって、ヒータコア５１へ流入する熱媒体を加熱する。加熱装置５３の発熱量は、制御装置からの電力を制御することで任意に調整することができる。

　加熱装置５３の加熱用通路は、熱媒体を流通させる通路である。発熱部は、電力を供給されることによって、加熱用通路を流通する熱媒体を加熱する。発熱部としては、具体的に、ＰＴＣ素子やニクロム線を採用することができる。

　加熱装置５３における加熱用通路の出口側には、熱媒体配管を介して、ヒータコア５１の流入口側が接続されている。ヒータコア５１は、図示しない室内送風機から送風された送風空気と熱媒体とを熱交換させる熱交換器である。

　ヒータコア５１は、熱媒体冷媒熱交換器５２や加熱装置５３等によって加熱された熱媒体の有する熱を熱源として送風空気を加熱することができる。ヒータコア５１は、電気自動車に搭載された室内空調ユニットのケーシング内において、冷凍サイクル９０を構成する室内蒸発器の下流側に配置されている。ヒータコア５１の流出口側には、熱媒体配管を介して、第４接続口１５ｄが接続されている。第４接続口１５ｄは、流体流路１０の一端部を構成する。

　図４に示すように、第５接続口１５ｅは、流体流路１０の一端部を構成している。第５接続口１５ｅには、熱媒体配管を介して、発熱機器５４の熱媒体通路５４ａが接続されている。発熱機器５４の熱媒体通路５４ａは、発熱機器５４の外殻を形成するハウジング部或いはケースの内部等に形成されている。

　発熱機器５４の熱媒体通路５４ａは、熱媒体を流通させることで発熱機器５４の温度を調整する為の熱媒体通路である。換言すると、発熱機器５４の熱媒体通路５４ａは、熱媒体回路５０を循環する熱媒体との熱交換によって、発熱機器５４の温度調整を行う温度調整部として機能する。

　発熱機器５４における熱媒体通路５４ａの他端側には、熱媒体配管を介して、第６接続口１５ｆが接続されている。そして、第６接続口１５ｆは、流体流路１０（後述する第２流体流路１０ｂ）の一端部を構成している。

　図４に示すように、第７接続口１５ｇは、流体流路１０の一端部を構成している。第７接続口１５ｇには、熱媒体配管を介して、第２熱媒体ポンプ５６ｂの吸入口が接続されている。第２熱媒体ポンプ５６ｂは、熱媒体回路５０を循環させる為に熱媒体を圧送する電動ポンプである。第２熱媒体ポンプ５６ｂの基本的構成は、第１熱媒体ポンプ５６ａと同様である。第２熱媒体ポンプ５６ｂの吐出口側には、熱媒体配管を介して、第８接続口１５ｈが接続されている。第８接続口１５ｈは、流体流路１０の一端部を構成している。

　そして、第９接続口１５ｉには、熱媒体配管を介して、ラジエータ５５の流入出口の一方側が接続されている。第９接続口１５ｉは、流体流路１０（後述する第３流体流路１０ｃ）の一端部を構成している。ラジエータ５５は、内部を流通する熱媒体と外気とを熱交換させる熱交換器である。従って、ラジエータ５５は、内部を通過する熱媒体の熱を外気に放熱する。

　ラジエータ５５は、駆動装置室内の前方側に配置されている。この為、ラジエータ５５を、室外熱交換器と一体的に構成することも可能である。ラジエータ５５の流入出口の他方側には、熱媒体配管を介して、第１０接続口１５ｊが接続されている。第１０接続口１５ｊは、流体流路１０（後述する第４流体流路１０ｄ）の一端部を構成する。

　ここで、図４に示すように、本実施形態における本体部材５は、第１流体流路１０ａ～第４流体流路１０ｄからなる複数の流体流路１０を有している。本実施形態における一つの流体流路１０とは、本体部材５において連通している流路であって、少なくとも一つ以上の連通穴１３及び接続口１５を有するものを意味する。

　第１流体流路１０ａは、連通穴１３として、第１連通穴１３ａ、第３連通穴１３ｃ、第５連通穴１３ｅを有している。又、第１流体流路１０ａは、接続口１５として、第１接続口１５ａ、第２接続口１５ｂ、第３接続口１５ｃ、第４接続口１５ｄ、第５接続口１５ｅ、第７接続口１５ｇを有している。

　第２流体流路１０ｂは、第２連通穴１３ｂと第６接続口１５ｆを有している。又、第３流体流路１０ｃは、第４連通穴１３ｄと第９接続口１５ｉを有している。そして、第４流体流路１０ｄは、第６連通穴１３ｆと第１０接続口１５ｊを有している。第１流体流路１０ａ～第４流体流路１０ｄは、本体部材５に取り付けられた接続部材２０の接続流路２１を介して、他の流体流路１０に対して熱媒体を流出入可能に接続されている。

　図３、図４に示すように、第２接続口１５ｂから伸びる流体流路１０は、第３接続口１５ｃから伸びる流体流路１０及び第１熱媒体逆止弁６０ａの流出口から伸びる流体流路１０と接続され、第１接続部８０ａを構成している。

　そして、図３、図５に示すように、第４接続口１５ｄから伸びる流体流路１０は、第１熱媒体三方弁７０ａの流入口側が接続されている。第１熱媒体三方弁７０ａは、ヒータコア５１から流出した熱媒体のうち、流出口の一方側から流出させる熱媒体流量と、流出口の他方側から流出させる熱媒体流量との流量比を調整可能な三方式の流量調整弁である。第１熱媒体三方弁７０ａは、図示しない制御装置によって駆動部３０を制御することでその作動が制御される。

　更に、第１熱媒体三方弁７０ａは、ヒータコア５１から流出した熱媒体の全流量を、二つの流出口の何れか一方へ流出させることができる。これにより、第１熱媒体三方弁７０ａは、熱媒体回路５０の流路構成を切り替えることができる。

　第１熱媒体三方弁７０ａの流出口の一方側から伸びる流体流路１０は、他の３つの流体流路１０に接続され、第２接続部８０ｂを構成する。図３に示すように、第２接続部８０ｂは、第１熱媒体三方弁７０ａの流出口の一方側の流体流路１０、第１熱媒体逆止弁６０ａの流入口側の流体流路１０、第３熱媒体逆止弁６０ｃの流出口側の流体流路１０及び第１接続口１５ａ側の流体流路１０にて構成される。

　図３、図４に示すように、第１熱媒体逆止弁６０ａは、熱媒体が第２接続部８０ｂ側から第１接続部８０ａ側へ流れることを許容し、第１接続部８０ａ側から第２接続部８０ｂ側へ流れることを禁止する。熱媒体逆止弁６０における流入口、流出口は、熱媒体の流れが許容される際の流れに準じて定義している。

　そして、第１熱媒体三方弁７０ａの流出口の他方側から伸びる流体流路１０は、第５接続口１５ｅから伸びる流体流路１０及び第２熱媒体三方弁７０ｂの流入口から伸びる流体流路１０に接続され、第４接続部８０ｄを構成する。

　第２熱媒体三方弁７０ｂは、第４接続部８０ｄから流入する熱媒体の内、流出口の一方側から流出させる熱媒体流量と、流出口の他方側から流出させる熱媒体流量との流量比を調整可能な三方式の流量調整弁である。第２熱媒体三方弁７０ｂの基本的構成は、第１熱媒体三方弁７０ａと同様である。

　第２熱媒体三方弁７０ｂの流出口の一方側から伸びる流体流路１０の端部には、第３連通穴１３ｃが形成されている。第３連通穴１３ｃは、溝状の流体流路１０の底部を本体部材５の一面の側に向かって貫通するように形成されており、流体流路１０の内部と本体部材５の外部とを連通している。

　図４、図５に示すように、本体部材５の一面における第３連通穴１３ｃに対応する位置には、第２接続部材２０ｂが取り付けられている。従って、第２接続部材２０ｂの接続流路２１は、第３連通穴１３ｃを介して、第２熱媒体三方弁７０ｂの流出口の一方側から伸びる流体流路１０と連通する。

　又、第２接続部材２０ｂの接続流路２１は、第４連通穴１３ｄと連通している。第４連通穴１３ｄは、本体部材５の第３流体流路１０ｃに形成されている。第３流体流路１０ｃは、第９接続口１５ｉから伸びる流体流路１０である。従って、第２熱媒体三方弁７０ｂの流出口の一方側から流出した熱媒体は、第２接続部材２０ｂの接続流路２１を介して、第９接続口１５ｉへ流れる。

　そして、第２熱媒体三方弁７０ｂの流出口の他方側から伸びる流体流路１０は、第７接続口１５ｇから伸びる流体流路１０及び第５連通穴１３ｅが形成された流体流路１０に接続され、第３接続部８０ｃを構成する。

　第５連通穴１３ｅは、溝状の流体流路１０の底部を本体部材５の一面の側に向かって貫通するように形成されており、流体流路１０の内部と本体部材５の外部とを連通している。本体部材５の一面における第５連通穴１３ｅに対応する位置には、第３接続部材２０ｃが取り付けられている。従って、第３接続部材２０ｃの接続流路２１は、第５連通穴１３ｅを介して、第３接続部８０ｃから伸びる流体流路１０と連通する。

　そして、第３接続部材２０ｃの接続流路２１は、第６連通穴１３ｆと連通している。第６連通穴１３ｆは、本体部材５の第４流体流路１０ｄに形成されている。第４流体流路１０ｄは、第１０接続口１５ｊから伸びる流体流路１０である。従って、第１０接続口１５ｊから流出した熱媒体は、第３接続部材２０ｃの接続流路２１を介して、第３接続部８０ｃへ流れる。

　図３、図４に示すように、第８接続口１５ｈから伸びる流体流路１０は、第２熱媒体逆止弁６０ｂの流入口側が接続されている。又、第６接続口１５ｆから伸びる流体流路１０には、第２連通穴１３ｂ形成されている。第２連通穴１３ｂは、溝状の流体流路１０の底部を本体部材５の一面の側に向かって貫通するように形成されており、流体流路１０の内部と本体部材５の外部とを連通している。

　本体部材５の一面における第２連通穴１３ｂに対応する位置には、第１接続部材２０ａが取り付けられている。従って、第１接続部材２０ａの接続流路２１は、第２連通穴１３ｂを介して、第６接続口１５ｆから伸びる流体流路１０と連通する。

　又、第１接続部材２０ａの接続流路２１は、第１連通穴１３ａと連通している。第１連通穴１３ａは、第２熱媒体逆止弁６０ｂの流出口と第３熱媒体逆止弁６０ｃの流入口を接続する第１流体流路１０ａに形成されている。第１連通穴１３ａは、第１接続部材２０ａを介して、第６接続口１５ｆから伸びる流体流路、第２熱媒体逆止弁６０ｂの流出口から伸びる流体流路１０及び第３熱媒体逆止弁６０ｃの流入口から伸びる流体流路１０を接続する第５接続部８０ｅを構成する。

　そして、第２熱媒体逆止弁６０ｂは、熱媒体が第８接続口１５ｈ側から第５接続部８０ｅへ流れることを許容し、第５接続部８０ｅ側から第８接続口１５ｈ側へ流れることを禁止する。又、第３熱媒体逆止弁６０ｃは、熱媒体が第５接続部８０ｅ側から第２接続部８０ｂ側へ流れることを許容し、第２接続部８０ｂ側から第５接続部８０ｅ側へ流れることを禁止する。

　尚、第１熱媒体三方弁７０ａ、第２熱媒体三方弁７０ｂ、第１熱媒体逆止弁６０ａ、第２熱媒体逆止弁６０ｂ及び第３熱媒体逆止弁６０ｃの具体的な構成については、後に図面を参照して説明する。

　本実施形態に係る流路切替装置１によれば、第１熱媒体三方弁７０ａ及び第２熱媒体三方弁７０ｂの動作を制御することで、熱媒体回路５０の流路構成を様々な態様に切り替えることができる。

　例えば、流路切替装置１は、熱媒体回路５０にて、第１熱媒体ポンプ５６ａ、熱媒体冷媒熱交換器５２、加熱装置５３、ヒータコア５１、第１熱媒体三方弁７０ａ、発熱機器５４、第３熱媒体逆止弁６０ｃ、第１熱媒体ポンプ５６ａの順で熱媒体を循環させる。

　この流路構成の熱媒体回路５０によれば、発熱機器５４の廃熱で加熱された熱媒体をヒータコア５１に流入させることができるので、発熱機器５４の廃熱を利用した車室内の暖房を実現することができる。

　又、流路切替装置１は、熱媒体回路５０において、第１熱媒体ポンプ５６ａ、熱媒体冷媒熱交換器５２、加熱装置５３、ヒータコア５１、第１熱媒体三方弁７０ａ、発熱機器５４、第３熱媒体逆止弁６０ｃ、第１熱媒体ポンプ５６ａの順で熱媒体を循環させる。同時に、第２熱媒体ポンプ５６ｂ、第２熱媒体逆止弁６０ｂ、第３熱媒体逆止弁６０ｃ、第１熱媒体ポンプ５６ａ、熱媒体冷媒熱交換器５２の順に熱媒体を流す。その後、加熱装置５３、ヒータコア５１、第１熱媒体三方弁７０ａ、第２熱媒体三方弁７０ｂ、ラジエータ５５、第２熱媒体ポンプ５６ｂの順で熱媒体を流すことで、熱媒体を循環させる。

　これにより、発熱機器５４を経由する熱媒体の流れに対して、ヒータコア５１を経由する熱媒体の循環経路と、ラジエータ５５を経由する熱媒体の循環経路を並列に構成することができる。従って、この流路構成の熱媒体回路５０によれば、発熱機器５４の廃熱を利用した車室内暖房を行うと同時に、余剰熱を外気に放熱させることができる。

　更に、流路切替装置１は、熱媒体回路５０の流路構成として、第１熱媒体ポンプ５６ａ、熱媒体冷媒熱交換器５２、加熱装置５３、ヒータコア５１、第１熱媒体三方弁７０ａ、第１熱媒体ポンプ５６ａの順で熱媒体を循環させる。同時に、第２熱媒体ポンプ５６ｂ、第２熱媒体逆止弁６０ｂ、発熱機器５４、第２熱媒体三方弁７０ｂ、ラジエータ５５、第２熱媒体ポンプ５６ｂの順で熱媒体を循環させる。

　この構成の熱媒体回路５０によれば、熱媒体冷媒熱交換器５２及びヒータコア５１を経由する熱媒体の循環経路と、発熱機器５４及びラジエータ５５を循環する熱媒体の循環経路を独立して形成することができる。この結果、熱媒体回路５０は、冷凍サイクル９０による車室内暖房を行うと同時に、外気放熱により発熱機器５４を冷却することができる。

　続いて、流路切替装置１における第１熱媒体逆止弁６０ａ等の構成及び取付について、図７、図８を参照して説明する。上述したように、本実施形態に係る流路切替装置１では、第１熱媒体逆止弁６０ａ、第２熱媒体逆止弁６０ｂ及び第３熱媒体逆止弁６０ｃが取り付けられている。以下の説明では、特に必要のない場合には、第１熱媒体逆止弁６０ａ～第３熱媒体逆止弁６０ｃの総称として、熱媒体逆止弁６０と呼ぶ場合がある。

　図３に示すように、第１熱媒体逆止弁６０ａ、第２熱媒体逆止弁６０ｂ及び第３熱媒体逆止弁６０ｃは、第８接続口１５ｈから第１接続部８０ａを接続するように直線状に伸びる第１流体流路１０ａに配置されている。

　即ち、第１熱媒体逆止弁６０ａ、第２熱媒体逆止弁６０ｂ及び第３熱媒体逆止弁６０ｃは、同一直線状の第１流体流路１０ａ内に形成された複数の補強部１１を利用して、予め定められた位置にそれぞれ取り付けられている。従って、補強部１１は、第１熱媒体逆止弁６０ａ等の機能部品を、第１流体流路１０ａ内に保持している。

　ここで、第１熱媒体逆止弁６０ａ等を含む熱媒体逆止弁６０の構成について、図７を参照して説明する。図７、図８に示すように、熱媒体逆止弁６０は、円筒形状の弁体ケース６１の内部に、球状弁体６２を収容して構成されている。円筒形状の弁体ケース６１の内部は、熱媒体が通過する管路を構成している。

　そして、弁体ケース６１の熱媒体入口側には、流路穴６１ａが形成されている。図６に示すように、流路穴６１ａは、弁体ケース６１の熱媒体出口の内径及び球状弁体６２の外径よりも小径に形成されている。流路穴６１ａは、熱媒体が熱媒体出口側から流入した場合に、球状弁体６２が着座する弁座を構成する。

　弁体ケース６１の熱媒体出口側には、規制ピン６３が配置されている。規制ピン６３は、棒状に形成されており、弁体ケース６１における熱媒体流れ方向に交差するように配置されている。規制ピン６３は、球状弁体６２と当接することで、弁体ケース６１内部における球状弁体６２の移動範囲を規制する。

　このように構成された第１熱媒体逆止弁６０ａ等の熱媒体逆止弁６０は、流体流路１０に形成された補強部１１によって、流体流路１０内に取り付けられる。図７、図８に示すように、補強部１１は、溝状に形成された流体流路１０を横断するように壁状に形成されており、保持穴１１ａを有している。

　直線状に伸びる流体流路１０は、本体部材５の他面の側が開放されており、本体部材５の他面側を横断するように形成されている。この為、複数の補強部１１を形成していない場合、直線状に伸びる流体流路１０における剛性が他の部分よりも低くなることが想定される。

　図７、図８に示すように、直線状に伸びる第１流体流路１０ａの複数個所に、流体流路１０を横断するように壁状に形成されているため、溝状の流体流路１０の幅方向への変形を抑制することができ、本体部材５の剛性を担保することができる。

　補強部１１における保持穴１１ａは、補強部１１を厚み方向に貫通して形成されている。即ち、補強部１１は、流体流路１０の流路断面積を縮小するように変化させたことで、流体流路１０を流れる熱媒体の流路抵抗を増大させている。保持穴１１ａは穴部の一例に相当する。

　そして、保持穴１１ａの内径は、弁体ケース６１の外径よりもやや大きく形成されている。従って、図８に示すように、熱媒体逆止弁６０は、流体流路１０の伸びる方向に沿って移動させることで、補強部１１の保持穴１１ａに取り付けられる。従って、補強部１１は、機能部品としての熱媒体逆止弁６０を保持している。

　図７に示すように、弁体ケース６１の外周面と保持穴１１ａの内壁面の間には、シール部材６４が配置されている。シール部材６４は、いわゆるＯリングによって構成されており、弁体ケース６１の外周面と保持穴１１ａの内壁面の間における熱媒体の漏れを防止している。

　このように構成された熱媒体逆止弁６０を補強部１１に対して取り付けることで、流路切替装置１における第１熱媒体逆止弁６０ａ～第３熱媒体逆止弁６０ｃとして機能させている。

　図７に示す例によれば、第８接続口１５ｈ側から第１接続部８０ａ側へ向かって熱媒体が流れる場合、各熱媒体逆止弁６０における弁体ケース６１の内部において、球状弁体６２が熱媒体の流れに従って、熱媒体出口側へ移動する。

　これにより、熱媒体逆止弁６０における流路穴６１ａが開放され、第８接続口１５ｈ側から第１接続部８０ａ側へ向かう熱媒体の流れが許容される。この時、球状弁体６２は、規制ピン６３と当接して熱媒体出口側への移動が制限される為、弁体ケース６１から外部へ流出することはない。

　一方、第１接続部８０ａ側から第８接続口１５ｈ側へ向かって熱媒体が流れる場合、各熱媒体逆止弁６０における弁体ケース６１の内部において、球状弁体６２が熱媒体の流れに従って、熱媒体入口側へ移動して、流路穴６１ａに対して着座する。これにより、熱媒体逆止弁６０の流路穴６１ａが球状弁体６２によって閉塞され、第１接続部８０ａ側から第８接続口１５ｈ側へ向かう熱媒体の流れが禁止される。

　図８に示すように、補強部１１には、接合面１１ｂが形成される。補強部１１の接合面１１ｂは、流体流路１０を横断するように、本体部材５の他面側の表面を接続して構成される。そして、図７に示すように、本体部材５の他面側に取付板部材３１を取り付けた場合に、接合面１１ｂは取付板部材３１の表面に当接する。

　この為、流路切替装置１によれば、本体部材５に対して取付板部材３１をレーザー溶着等で接合する場合に、補強部１１の接合面１１ｂを介して接合できる。これにより、流路切替装置１では、複数の接合面１１ｂを利用することで、本体部材５に対する取付板部材３１の接合強度を向上させることができる。

　又、接合面１１ｂは本体部材５の他面側の表面を接続して形成されている為、レーザー溶着等を採用した場合に、焦点距離等の設定変更を最小限にとどめることができ、連続的な接合作業を行うことができる。

　次に、流路切替装置１における第１熱媒体三方弁７０ａ等の構成について、図面を参照して説明する。上述したように、本実施形態に係る流路切替装置１では、第１熱媒体三方弁７０ａと、第２熱媒体三方弁７０ｂが取り付けられている。

　以下の説明では、特に必要のない場合には、第１熱媒体三方弁７０ａ、第２熱媒体三方弁７０ｂの総称として、熱媒体三方弁７０と呼ぶ場合がある。又、図９に示す図は、熱媒体三方弁７０の基本的な構成を示す為の説明図である。

　上述したように、熱媒体三方弁７０は、一の流入出口７１ａから流入する熱媒体の内、一方の流入出口７１ａから流出させる熱媒体流量と、他方の流入出口７１ａから流出させる熱媒体流量との流量比を調整可能な三方式の流量調整弁である。

　図９に示すように、熱媒体三方弁７０は、円柱状に形成されたハウジング７１の内部に弁体部７２を収容して構成されている。ハウジング７１は、本体部材５の流体流路１０内部に収容され、３つの流入出口７１ａを有している。

　弁体部７２は円柱状に形成されており、その内部には、内部流路７２ａが形成されている。内部流路７２ａは、ハウジング７１における３つの流入出口７１ａのうち、少なくとも２つを連通可能に形成されている。流路切替装置１によれば、駆動部３０の作動を制御することにより、ハウジング７１の各流入出口７１ａに対する弁体部７２の内部流路７２ａの位置を調整することができる。熱媒体三方弁７０は、円柱状の弁体部７２を回転させる、いわゆるロータリーバルブを構成している。

　これにより、熱媒体三方弁７０は、一の流入出口７１ａから流入した熱媒体に関して、流入出口７１ａの一方から流出させる熱媒体流量と、流入出口７１ａの他方から流出させる熱媒体流量との流量比を調整できる。

　ここで、第１熱媒体三方弁７０ａにおいては、第４接続口１５ｄから伸びる流体流路１０が一の流入出口７１ａに相当している。そして、第２接続部８０ｂへ伸びる流体流路１０は、一方の流入出口７１ａに相当し、第４接続部８０ｄへ伸びる流体流路１０は、他方の流入出口７１ａに相当している。

　そして、第２熱媒体三方弁７０ｂの場合、第４接続部８０ｄから伸びる流体流路１０が一の流入出口７１ａに相当している。そして、第３接続部８０ｃへ伸びる流体流路１０は、一方の流入出口７１ａに相当し、第３連通穴１３ｃへ伸びる流体流路１０は、他方の流入出口７１ａに相当している。

　このように、熱媒体三方弁７０の構成を有する第１熱媒体三方弁７０ａ、第２熱媒体三方弁７０ｂは、流出口の一方側から流出する熱媒体流量と、流出口の他方側から流出する熱媒体流量を調整することができる。又、熱媒体三方弁７０は、二つの流出口の内、何れか一方側から熱媒体を流出させることができる。

　従って、本実施形態に係る流路切替装置１によれば、第１熱媒体三方弁７０ａ及び第２熱媒体三方弁７０ｂの弁体部７２の動作を制御することによって、熱媒体回路５０の流路構成を適宜切り替えることができる。

　そして、本実施形態に係る流路切替装置１においては、本体部材５にて互いに近接して配置される流体流路１０の間には、断熱部１２が形成されている。例えば、図１０に示すように、本体部材５の他面側において、２つの流体流路１０の間には、溝状の断熱部１２が形成されている。

　断熱部１２は、流体流路１０から独立して形成されており、熱媒体が流入することはない。従って、断熱部１２の内部は空気で満たされている為、断熱部１２は、２つの流体流路１０の間における熱移動を妨げることができる。これにより、断熱部１２は、近接して配置された流路の間における熱伝達の影響を抑えることができ、熱媒体回路５０における各構成機器を適切に利用することができる。

　そして、断熱部１２は、近接して配置される流路の一方を低温の熱媒体が流通し、他方を高温の熱媒体が流通する位置に配置されることが望ましい。近接して配置される流路を流通する熱媒体について、それぞれ適切な温度を維持することができる為である。

　以上説明したように、本実施形態に係る流路切替装置１によれば、図２、図７等に示すように、積層方向Ｌに従って、複数の接続部材２０、本体部材５、駆動部３０の順に積層配置されている。この為、流路切替装置１は、熱媒体回路５０の流路構成を切り替える為の配管、継手及び弁の機能を集約することができ、よりコンパクトな構成の一態様を実現することができる。

　又、流路切替装置１によれば、本体部材５に対して駆動部３０を積層配置した構成になる為、図４に示すように、熱媒体回路５０における第１熱媒体三方弁７０ａ及び第２熱媒体三方弁７０ｂの弁体部７２を相互に近接した位置に配置できる。駆動部３０は、複数の弁体部７２を少なくとも連動して駆動させるように構成されている為、流路切替装置１は、各弁体部７２に対してモータ等の駆動源を配置する場合に比べ、コンパクトで軽量な構成で、熱媒体回路５０の流路構成の切替を実現することができる。

　そして、流路切替装置１において、流体流路１０は、本体部材５の他面の側が開放された溝状に形成されている。図７、図８に示すように、溝状に形成された流体流路１０の内部には、流体流路１０を幅方向に横断するように補強部１１が形成されている。これにより、流体流路１０の幅方向へ作用する荷重に対して、本体部材５の剛性を高めることができる。

　又、各補強部１１には、接合面１１ｂが形成されている。本体部材５の他面の側には、流体流路１０を密閉する為の取付板部材３１が、補強部１１の接合面を利用して接合されている。これにより、補強部１１の接合面１１ｂを利用することで、流体流路１０に対する取付板部材３１の接合強度を向上させて、流体流路１０からの熱媒体の漏出を抑制することができる。

　図７、図８に示すように、補強部１１は、流体流路１０における流路断面積を変化させて圧損を調整する保持穴１１ａを有している。又、保持穴１１ａは、熱媒体回路５０の機能部品である熱媒体逆止弁６０を保持することができるように構成されている。

　この為、本体部材５の剛性の確保、熱媒体回路５０における流路抵抗の調整、本体部材５に対する取付板部材３１の接合強度の向上、熱媒体回路５０における熱媒体逆止弁６０の保持といった多様な機能を、各補強部１１に付与することができる。

　そして、図７、図８に示すように、補強部１１は、第８接続口１５ｈから第２接続部８０ｂへ直線状に伸びる流体流路１０の内部にて複数配置されている。これにより、直線状の流体流路１０において、補強部１１よる剛性の担保する部分及び接合面１１ｂを利用した取付板部材３１の接合部分を、短い間隔で配置することができる。この結果、流路切替装置１は、複数の補強部１１による本体部材５の剛性の担保と、複数の接合面１１ｂを利用した接合強度の向上を確実に実現させることができる。

　又、図１０に示すように、互いに近接して配置される流体流路１０の間には、断熱部１２が配置されている。断熱部１２は、互いに近接して配置される流体流路１０の間における熱伝達を減少させる。これにより、流路切替装置１によれば、各流体流路１０を流れる熱媒体の温度を適切に保つことができるので、熱媒体回路５０における各構成機器を適切に利用することができる。

　本開示は上述の実施形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

　上述した実施形態において、図６、図７に示すように、接続部材２０は、一つの面が開放された箱型の部材としていたが、この態様に限定されるものではない。或る流体流路１０に形成された連通穴１３と、他の流体流路１０に形成された連通穴１３を接続可能な構成であれば、接続部材２０の形状は適宜変更することができる。例えば、或る連通穴１３と、他の連通穴１３を接続する管状の構成を採用しても良い。

　又、上述した実施形態においては、例えば、第１接続部材２０ａにて、第１連通穴１３ａと第２連通穴１３ｂを接続するというように、接続部材２０により特定の２つの連通穴１３を接続するように構成していたが、これに限定されるものではない。

　即ち、接続部材２０は、連通穴１３同士を接続していればよく、接続する相手先の連通穴１３を上述した実施形態から変更することができる。これによれば、接続部材２０の配置を変更することによって、本体部材５に形成された流体流路１０を利用した様々な熱媒体回路５０の構成を実現することができる。又、連通穴１３については、熱媒体回路５０の構成等に応じて、キャップ等を用いて閉塞することも可能である。

　上述した実施形態においては、いわゆるロータリーバルブで構成された第１熱媒体三方弁７０ａ及び第２熱媒体三方弁７０ｂの弁体部７２を、流路切替装置１における弁体部としていたが、これに限定されない。弁体部７２の動作によって、熱媒体回路５０の流路構成を切り替えることができれば、種々の態様を採用することができる。例えば、熱媒体三方弁７０として、球状に形成された弁体部７２を動作させるボールバルブを採用しても良い。

　そして、上述した実施形態では、流路切替装置１における複数の弁体部として、第１熱媒体三方弁７０ａ、第２熱媒体三方弁７０ｂの弁体部７２を採用していたが、これに限定されるものではない。例えば、熱媒体回路５０における流路構成を切り替えることができれば、図１１に示すように、開閉弁により構成される流路切替弁７４を複数個の組み合わせた構成を採用することができる。

　又、熱媒体三方弁７０の弁体部７２に形成される内部流路７２ａの形状については、３つの流入出口７１ａに対応する三方継手状に形成しているが、この構成に限定されるものではない。内部流路７２ａの形状としては、直線状に形成しても良いし、エルボ状に曲がった構成とすることも可能である。

　又、上述した実施形態においては、本体部材５の一面側に複数の接続部材２０を取り付け、本体部材５の他面側に駆動部３０を配置した構成であったが、この態様に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、複数の接続部材２０と、駆動部３０が、本体部材５における或る一面（図１２では、本体部材５の他面）に取り付けられる構成を採用することも可能である。この場合、複数の接続部材２０は、駆動部３０を構成する取付板部材３１及びカバー部材３２の内部に収容されていることが望ましい。

　そして、上述した実施形態では、本開示に係る流路切替装置１を、車載機器冷却機能付きの車両用空調装置における熱媒体回路５０に適用した例を説明したが、これに限定されるものではない。

　本開示に係る流路切替装置１は、車両用の熱媒体回路に限定されることなく、定置型の空調装置等の熱媒体回路に適用してもよい。例えば、サーバ（コンピュータ）の温度を適切に調整すると同時に、サーバが収容される室内の空調を行うサーバ冷却機能付きの空調装置等の熱媒体回路に適用してもよい。

　更に、上述した実施形態では、熱媒体回路５０の熱媒体として、エチレングリコール水溶液を採用した例を説明したが、熱媒体はこれに限定されない。例えば、ジメチルポリシロキサン、或いはナノ流体等を含む溶液、不凍液等を、熱媒体として採用することができる。

　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims

　流体が循環する流体回路（５０）の流路構成を切り替える流路切替装置であって、
　前記流体回路に接続する為の接続口（１５）及び前記接続口を通過した流体が流出入可能に開口された連通穴（１３）を有する複数の流体流路（１０）が形成された本体部材（５）と、
　前記本体部材の表面に取り付けられ、前記流体流路の前記連通穴と、他の前記流体流路の前記連通穴とを接続する接続流路（２１）を有する複数の接続部材（２０）と、
　前記流体流路に配置され、前記流体の流量を調整する複数の弁体部（７２）を少なくとも連動して駆動させる駆動部（３０）と、を備え、
　前記駆動部は、前記本体部材の表面に配置されている流路切替装置。
　複数の前記接続部材は、前記本体部材の表面のうち、前記本体部材における一面の側に取り付けられ、
　前記駆動部は、前記本体部材における前記一面の裏側に位置する他面の側に配置されている請求項１に記載の流路切替装置。
　複数の前記流体流路は、前記本体部材における前記他面の側が開放された溝状に形成されており、
　前記流体流路の内部には、溝状に形成された前記流体流路を幅方向に横断するように形成され、前記本体部材の前記他面に沿って形成された接合面（１１ｂ）を有する補強部（１１）が形成されており、
　前記本体部材における前記他面の側には、前記流体流路を密閉する為の板部材（３１）が前記補強部の前記接合面を利用して接合されている請求項２に記載の流路切替装置。
　前記補強部は、前記流体流路における流路断面積を変化させて圧損を調整する穴部（１１ａ）を有している請求項３に記載の流路切替装置。
　前記補強部の前記穴部は、前記流体流路の内部において、前記流体回路の機能部品（６０）を保持することができるように構成されている請求項４に記載の流路切替装置。
　前記補強部は、前記本体部材において、直線状に伸びる前記流体流路の内部に複数配置されている請求項３ないし５の何れか１つに記載の流路切替装置。
　前記本体部材において、互いに近接して配置される前記流体流路の間には、前記流体流路の間における熱伝達を減少させる断熱部（１２）が配置されている請求項１ないし６の何れか１つに記載の流路切替装置。