特開 2024-93606 集合弁ユニット、制御弁および集合弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024093606

(43)【公開日】2024-07-09

(54)【発明の名称】集合弁ユニット、制御弁および集合弁装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 27/00 20060101AFI20240702BHJP

   F25B 41/20 20210101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

F16K27/00 B

F25B41/20 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022210108

(22)【出願日】2022-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000133652

【氏名又は名称】株式会社テージーケー

(74)【代理人】

【識別番号】110002273

【氏名又は名称】弁理士法人インターブレイン

(72)【発明者】

【氏名】野田 圭俊

(72)【発明者】

【氏名】城之内 隆史

(72)【発明者】

【氏名】福島 弘之

【テーマコード（参考）】

3H051

【Ｆターム（参考）】

3H051BB02

3H051CC14

(57)【要約】

【課題】冷凍サイクルに適用される複数の制御弁をユニット化しつつ、車種に応じた設置自由度を高められる技術を提供する。
【解決手段】集合弁ユニット１は、冷凍サイクルに適用される複数の制御弁２，４，６が組み付けられて構成される。複数の制御弁２，４，６のそれぞれが、冷媒が流通する内部通路と、その内部通路に設けられる弁部と、を有するボディと、ボディに組み付けられ、弁部を開閉させるための駆動力を発生する駆動部と、を備える。各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

冷凍サイクルに適用される複数の制御弁が組み付けられて構成される集合弁ユニットであって、
前記複数の制御弁のそれぞれが、
冷媒が流通する内部通路と、その内部通路に設けられる弁部と、を有するボディと、
前記ボディに組み付けられ、前記弁部を開閉させるための駆動力を発生する駆動部と、
を備え、
各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有することを特徴とする集合弁ユニット。

【請求項2】

前記複数の制御弁として異種の制御弁が含まれることを特徴とする請求項１に記載の集合弁ユニット。

【請求項3】

前記異種の制御弁は、前記駆動部の機構が互いに異なることを特徴とする請求項２に記載の集合弁ユニット。

【請求項4】

前記複数の制御弁として同種の制御弁が含まれることを特徴とする請求項１又は２に記載の集合弁ユニット。

【請求項5】

前記ボディは、前記内部通路の開口端である複数のポートを有し、
前記結合構造は、前記ボディにおいて前記ポートが開口しない面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の集合弁ユニット。

【請求項6】

前記結合構造が前記ボディの複数の面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の集合弁ユニット。

【請求項7】

前記複数の制御弁として、前記駆動部と前記ボディとの位置関係が互いに異なる制御弁を含むことを特徴とする請求項６に記載の集合弁ユニット。

【請求項8】

前記結合構造が、所定の連結部材を嵌合させる凹部を含むことを特徴とする請求項１に記載の集合弁ユニット。

【請求項9】

前記結合構造が、前記ボディに設けられた凹凸構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の集合弁ユニット。

【請求項10】

請求項１に記載の集合弁ユニットを構成し得る制御弁であって、
前記標準化された結合構造として、
前記ボディの第１の面に設けられた凸部と、
前記ボディの第２の面に設けられ、前記凸部と相補形状をなす凹部と、
を有することを特徴とする制御弁。

【請求項11】

請求項１に記載の集合弁ユニットと、
前記集合弁ユニットに着脱可能に組み付けられ、前記複数の制御弁の各弁部と連通する内部通路が形成されたアダプタと、
を備え、
前記アダプタにおける前記複数の制御弁との接続部の構造が標準化されていることを特徴とする集合弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の制御弁が組み付けられて構成される集合弁ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年の電気自動車の普及に伴い、その空調システムの開発も進められている。電気自動車は内燃機関による熱源そのものがないため、冷房のみならず暖房にも冷媒を用いてサイクル運転を行うヒートポンプ式の冷暖房装置が採用される（特許文献１参照）。

【0003】

このような車両用冷暖房装置は、圧縮機、室外熱交換器、膨張装置、蒸発器、室内熱交換器等を含む冷凍サイクルを有し、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒循環通路が切り替えられる。すなわち、複数の冷媒循環通路が形成されることになるため、冷媒の流れを制御するための制御弁の数も多くなる。このため、これらの制御弁を車両の限られたスペースの中でできるだけコンパクトに収容できること、各制御弁の車体への取り付け作業を効率よく行えることなどが重要となる。

【0004】

そこで、共用のボディに複数の制御弁を組み付けてユニット化した複合弁も提案されている。ブロック状の単一のボディに複数の取付孔を設け、各制御弁の弁部を収容するものである。このような複合弁によれば、各制御弁を単体として設ける場合よりも全体としてコンパクトになる。また、共用のボディを車体に固定すれば足りるため、制御弁の車両への組み込みに要する作業負担を軽減できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２０５９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

このような複合弁は、共用のボディを備えることで上述した効果が得られるが、車両の設置箇所に応じてそのボディを個別に設計し、作製しなければならない。すなわち、冷凍サイクルの構成が同じであっても、車種に応じた設置スペースの制約等により、制御弁の配置や向きの変更が必要となる場合があり、その都度、ボディを設計し直す必要が生じる点で汎用性が低い。

【0007】

本発明の目的の一つは、冷凍サイクルに適用される複数の制御弁をユニット化しつつ、車種に応じた設置自由度を高められる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様は、冷凍サイクルに適用される複数の制御弁が組み付けられて構成される集合弁ユニットである。複数の制御弁のそれぞれが、冷媒が流通する内部通路と、その内部通路に設けられる弁部と、を有するボディと、ボディに組み付けられ、弁部を開閉させるための駆動力を発生する駆動部と、を備える。各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有する。

【0009】

この態様によると、各制御弁がボディに標準化された結合構造を有するため、他の制御弁とその結合構造を介して連結できる。複数の制御弁のいずれを連結するか、どのような配置で連結するかについての自由度が向上する。また、集合弁ユニットを構成し得る複数の制御弁の全てを組み付けてもよいし、一部を独立させて冷凍サイクルに配置してもよい。このため、複数の制御弁について車種に応じた設置自由度を高めることができる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、冷凍サイクルに適用される複数の制御弁をユニット化しつつ、車種に応じた設置自由度を高められる技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成図である。

【図2】冷暖房装置の動作を表す図である。

【図3】実施形態に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図4】実施形態に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図5】実施形態に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図6】実施形態に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図7】変形例１に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図8】変形例１に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図9】変形例２に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図10】集合弁ユニットを構成する制御弁の外観を表す図である。

【図11】変形例３に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【図12】変形例３に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。また、以下の実施形態およびその変形例について、ほぼ同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

【0013】

図１は、実施形態に係る車両用冷暖房装置のシステム構成図である。
冷暖房装置１００は、圧縮機１０２、補助凝縮器１０４、室外熱交換器１０６、受液器１０８、蒸発器１１０およびアキュムレータ１１２等を配管にて接続した冷凍サイクル（冷媒循環回路）を備える。冷暖房装置１００は、ＨＦＣ－１３４ａ（代替フロン）、ＨＦＯ－１２３４ｙｆなどの冷媒が冷凍サイクル内を状態変化しながら循環する過程で、その冷媒の熱を利用して車室内の空調を行うヒートポンプ式冷暖房装置として構成される。

【0014】

圧縮機１０２、室外熱交換器１０６、受液器１０８およびアキュムレータ１１２は、車室外（エンジンルーム）に設けられている。一方、車室内には空気の熱交換が行われる図示略のダクトが設けられ、そのダクトにおける空気の流れ方向上流側に蒸発器１１０が配設され、下流側に補助凝縮器１０４が配設されている。

【0015】

冷暖房装置１００は、冷房運転時と暖房運転時とで複数の冷媒循環通路を切り替えるように運転される。この冷凍サイクルは、補助凝縮器１０４と室外熱交換器１０６とが凝縮器として直列に動作可能に構成され、また、蒸発器１１０と室外熱交換器１０６とが蒸発器として切り替え可能に構成されている。冷房運転時に冷媒が循環する第１冷媒循環通路と、暖房運転時に冷媒が循環する第２冷媒循環通路が形成される。

【0016】

第１冷媒循環通路は、圧縮機１０２→補助凝縮器１０４→室外熱交換器１０６→受液器１０８→蒸発器１１０→圧縮機１０２のように冷媒が循環する通路である。第２冷媒循環通路は、圧縮機１０２→補助凝縮器１０４→室外熱交換器１０６→受液器１０８→アキュムレータ１１２→圧縮機１０２のように冷媒が循環する通路である。すなわち、第２冷媒循環通路は、蒸発器１１０を迂回する通路とされている。

【0017】

そして、これらの冷媒循環通路を切り替えるための集合弁ユニット１が設けられている。集合弁ユニット１は、電動弁２、電磁弁４および電磁弁６を組み付けて構成されるが、その詳細については後述する。集合弁ユニット１の上流側にはアダプタ１０が接続され、集合弁ユニット１の下流側にはアダプタ１２が接続される。これらのアダプタ１０，１２は、継手としても機能する分岐配管である。

【0018】

これらアダプタはシステムの構成に応じて内部通路の構成が異なるものに交換できる。このため、集合弁ユニットを構成する弁の種類と、通路構造が異なるアダプタとを様々に組み合わせることで、多様な構成のシステムに適応可能となる。アダプタにおける複数の制御弁との接続部の構造が標準化されていれば、このような運用を行い易い。このように集合弁ユニットに対してアダプタが着脱可能に組み付けられた装置を「集合弁装置」ともよぶ。

【0019】

具体的には、圧縮機１０２の出口（吐出室）は、第１通路１２１を介して補助凝縮器１０４の入口に接続される。補助凝縮器１０４の出口は、第２通路１２２を介して室外熱交換器１０６の入口に接続されている。室外熱交換器１０６の出口は、第３通路１２３を介してアキュムレータ１１２の入口に接続される一方、第３通路１２３から分岐した第４通路１２４を介して蒸発器１１０の入口に接続される。蒸発器１１０の出口は、第５通路１２５（戻り通路）を介して圧縮機１０２の入口（吸入室）に接続される。アキュムレータ１１２の出口は、第６通路１２６を介して圧縮機１０２の入口に接続される。

【0020】

第２通路１２２の中途には分岐点Ｐ１が設けられ、第７通路１２７が分岐する。第７通路１２７は、第３通路１２３と第４通路１２４との接続点Ｐ２に接続される。接続点Ｐ２は、第３通路１２３と第４通路１２４との分岐点であり、第７通路１２７と第４通路１２４との接続点でもある。第６通路１２６は、合流点Ｐ３にて第５通路１２５と合流する。

【0021】

第１通路１２１、第２通路１２２、第３通路１２３（接続点Ｐ２の上流側）、第４通路１２４および第５通路１２５により第１冷媒循環通路が形成される（図２（Ａ）参照）。第１通路１２１、第２通路１２２、第３通路１２３、第６通路１２６および第５通路１２５（合流点Ｐ３の下流側）により第２冷媒循環通路が形成される（図２（Ｂ）参照）。さらに、第１通路１２１、第２通路１２２（分岐点Ｐ１の上流側）、第７通路１２７、第４通路１２４および第５通路１２５により第３冷媒循環通路が形成される（図２（Ｃ）参照）。これらの詳細については後述する。

【0022】

第３通路１２３における接続点Ｐ２の上流側には、受液器１０８および逆止弁１１４が設けられている。逆止弁１１４は、受液器１０８の下流側に設けられ、第３通路１２３における冷媒の逆流を防止する。また、第４通路１２４と第５通路１２５とを跨ぐように膨張装置１１５が設けられている。膨張装置１１５は、第１冷媒循環通路に設けられ、膨張弁１１６および開閉弁１１８を含む。

【0023】

膨張弁１１６は、冷房運転時に室外熱交換器１０６から導出された冷媒を絞り膨張させて蒸発器１１０へ供給する。膨張弁１１６は、蒸発器１１０から圧縮機１０２へ向かう冷媒の温度および圧力を感知して自律的に動作し、室外熱交換器１０６から蒸発器１１０へ向かう冷媒の流量を調整する。開閉弁１１８は、弁部が膨張弁１１６内の流路上に設けられた小型の電磁弁である。開閉弁１１８を閉じることにより、第１冷媒循環通路を遮断することができる。膨張弁１１６は、開閉弁１１８が開弁状態のときに機能する。

【0024】

そして、第１～第３冷媒循環通路を跨ぐように集合弁ユニット１が設けられている。電動弁２の内部通路が第２通路１２２の一部を構成し、電磁弁４の内部通路が第７通路１２７の一部を構成し、電磁弁６の内部通路が第３通路１２３の一部を構成する。より詳細には、アダプタ１０内に分岐点Ｐ１が設けられ、アダプタ１２内に接続点Ｐ２が設けられる。第２通路１２２の上流側通路が電動弁２の入口ポートに連通し、第２通路１２２の下流側通路が電動弁２の出口ポートに連通する。第７通路１２７の上流側通路が電磁弁４の入口ポートに連通し、第７通路１２７の下流側通路が電磁弁４の出口ポートに連通する。第３通路１２３の上流側通路が電磁弁６の入口ポートに連通し、第３通路１２３の下流側通路が電磁弁６の出口ポートに連通する。電動弁２、電磁弁４および電磁弁６が、冷媒循環通路を切り替える切替弁として機能する。

【0025】

圧縮機１０２は、ハウジング内にモータと圧縮機構を収容する電動圧縮機として構成される。圧縮機１０２は、図示略のバッテリからの供給電流により駆動され、モータの回転数に応じて冷媒の吐出容量が変化する。なお、電動圧縮機そのものは公知であるため、その説明を省略する。

【0026】

補助凝縮器１０４は、室外熱交換器１０６とは別に冷媒を放熱させる室内凝縮器として機能する。すなわち、圧縮機１０２から吐出された高温・高圧の冷媒が補助凝縮器１０４を通過する際に放熱する。

【0027】

室外熱交換器１０６は、冷房運転時に内部を通過する冷媒を放熱させる室外凝縮器として機能する一方、暖房運転時には内部を通過する冷媒を蒸発させる室外蒸発器として機能する。室外熱交換器１０６は、外気と冷媒との間で熱交換をさせる。

【0028】

蒸発器１１０は、内部を通過する冷媒を蒸発させる室内蒸発器として機能する。膨張弁１１６の通過により低温・低圧となった冷媒は、蒸発器１１０を通過する際に蒸発する。図示略のダクトの上流側から導入された空気は、その蒸発潜熱によって冷却される。このとき冷却・除湿された空気は、図示略のエアミックスドアの開度に応じて補助凝縮器１０４を通過するものと、補助凝縮器１０４を迂回するものとに振り分けられる。補助凝縮器１０４を通過する空気は、その通過過程で加熱される。補助凝縮器１０４を通過した空気と迂回した空気とが補助凝縮器１０４の下流側にて混合されて目標の温度に調整され、図示しない吹出口から車内に供給される。

【0029】

以上のように構成された冷暖房装置１００は、制御部１３０により制御される。制御部１３０は、車両の乗員によりセットされた室温を実現するために各アクチュエータの制御量を演算し、各アクチュエータの駆動回路に制御信号を出力する。制御部１３０は、車室内外の温度、蒸発器の吹き出し空気温度等、各種センサにて検出された所定の外部情報に基づいて各制御弁の制御量（開閉状態）や圧縮機１０２の駆動量等を決定し、それらを駆動させるための制御電流を供給する。これにより、圧縮機１０２は、その吸入室を介して吸入圧力Ｐｓの冷媒を導入し、これを圧縮して吐出圧力Ｐｄの冷媒として吐出する。

【0030】

図２は、冷暖房装置１００の動作を表す図である。図２（Ａ）は冷房運転、図２（Ｂ）は暖房運転、図２（Ｃ）は除湿暖房運転をそれぞれ示す。図中の太線および矢印が冷媒の流れを示し、「×」は冷媒の流れが遮断されていることを示している。

【0031】

（冷房運転）
図２（Ａ）に示すように、冷房運転時においては、集合弁ユニット１において電動弁２および開閉弁１１８が開弁状態とされ、電磁弁４および電磁弁６が閉弁状態とされる。それにより、第１冷媒循環通路が開放され、第２冷媒循環通路および第３冷媒循環通路は遮断される。このため、圧縮機１０２から吐出された高温・高圧のガス冷媒は、補助凝縮器１０４および室外熱交換器１０６を経ることで凝縮される。このとき、電動弁２が全開状態に制御される。電動弁２は、例えば特開２０２２－１４６５７４号公報に記載のような大口径の第１弁（大口径弁）と小口径の第２弁（小口径弁）とを共用のアクチュエータ（モータ）で駆動する複合弁（「大小口径弁」ともいう）である。冷房運転の際には大口径弁が全開状態になる。室外熱交換器１０６は室外凝縮器として機能する。

【0032】

そして、室外熱交換器１０６から導出された冷媒が受液器１０８にて気液分離され、その液冷媒が下流側に供給される。この液冷媒は、膨張弁１１６で絞り膨張され、低温・低圧の霧状の冷媒となって蒸発器１１０に導入される。その冷媒が蒸発器１１０を通過する過程で蒸発し、車室内の空気を冷却する。蒸発器１１０から導出された冷媒は、膨張弁１１６の内部通路を通過し、圧縮機１０２に戻される。

【0033】

（暖房運転）
図２（Ｂ）に示すように、暖房運転時においては、集合弁ユニット１において電動弁２および電磁弁６が開弁状態とされ、電磁弁４および開閉弁１１８が閉弁状態とされる。それにより、第２冷媒循環通路が開放され、第１冷媒循環通路および第３冷媒循環通路は遮断される。このため、冷媒は蒸発器１１０を通過せず、蒸発器１１０は実質的に機能しなくなる。電動弁２が微小開度に制御され、膨張弁として機能する。このとき、大口径弁が閉弁し、小口径弁により微小開度に制御される。室外熱交換器１０６のみが蒸発器（室外蒸発器）として機能する。

【0034】

圧縮機１０２から吐出された冷媒は、補助凝縮器１０４を経ることで凝縮される。その冷媒は、電動弁２にて絞り膨張され、低温・低圧の霧状の冷媒となって室外熱交換器１０６に導入される。その冷媒が室外熱交換器１０６を通過する過程で蒸発し、外部から熱量を吸収する。室外熱交換器１０６から導出された冷媒は、受液器１０８およびアキュムレータ１１２を経由し、ガス冷媒となって圧縮機１０２に戻される。

【0035】

図２（Ｃ）に示すように、除湿暖房運転においては、集合弁ユニット１において電磁弁４および開閉弁１１８が開弁状態とされ、電動弁２および電磁弁６が閉弁状態とされる。それにより、第３冷媒循環通路が開放され、第１冷媒循環通路および第２冷媒循環通路は遮断される。このため、冷媒は室外熱交換器１０６を通過せず、蒸発器１１０を経由して圧縮機１０２に戻る。その際、蒸発器１１０による除湿機能が発揮される。

【0036】

図３～図６は、実施形態に係る集合弁ユニット１の外観を表す図である。図３は左斜め上方からみた斜視図、図４は右斜め上方からみた斜視図、図５は左側面図、図６は正面図である。なお、図４は、集合弁ユニット１の組付方法を表す説明図である。

【0037】

図３に示すように、集合弁ユニット１は、電動弁２、電磁弁４および電磁弁６の複数の制御弁を横並びに組み付けて構成される。電動弁２と電磁弁４，６とは、駆動部の機構が異なる点で異種の制御弁である。すなわち、集合弁ユニット１には、同種の制御弁と異種の制御弁が含まれる。

【0038】

電動弁２は、ブロック状のボディ２０に駆動部２２を組み付けて構成される。駆動部２２はモータユニットであり、その大部分がボディ２０の上方に露出している。ボディ２０は内部通路を有し、その内部通路の中途に大小口径弁の弁部が設けられている。大口径弁の弁部と小口径弁の弁部とが同軸状に設けられる。

【0039】

ボディ２０は、平面視長方形状かつ正面視長方形状の直方体形状をなす。ボディ２０の前面には内部通路の一端が入口ポート２４として開口し、ボディ２０の後面には、内部通路の他端が出口ポートとして開口している。駆動部２２の駆動により弁部を開閉できる。このような電動弁の内部構造は公知であるため、その詳細については説明を省略する。

【0040】

電磁弁４は、ブロック状のボディ３０に駆動部３２を組み付けて構成される。駆動部３２はソレノイドであり、その大部分がボディ３０の上方に露出している。ボディ３０は内部通路を有し、その内部通路の中途に弁部が設けられている。ボディ３０は、平面視長方形状であり、正面視において下半部の幅が下方に向けて段階的に小さくなる段付形状を有する。ボディ３０の前面には内部通路の一端が入口ポート３４として開口し、ボディ３０の後面には、内部通路の他端が出口ポートとして開口している。駆動部３２の駆動により弁部を開閉できる。

【0041】

電磁弁６は、本実施形態では電磁弁４と同様の構造（同一の外形状）を有するが、変形例においては駆動部としてソレノイドを有する点を共通としつつも、外観や内部構造などの具体的構造や大きさを電磁弁４と異ならせてもよい。なお、このような電磁弁の内部構造は公知であるため、その詳細については説明を省略する。本実施形態では、集合弁ユニット１を構成するいずれの制御弁も駆動部とボディとが上下に組み付けられたものであり、駆動部とボディとの位置関係が同じである。本実施形態では、複数の制御弁について各駆動部のコネクタの向きが同じである。それにより、ハーネスの組み付けが容易になる。変形例においては、複数の制御弁についてコネクタの向きを異ならせてもよい。

【0042】

図４および図５にも示すように、電磁弁４，６において、ボディ３０の左右側面、つまりポート（入口ポート、出口ポート）が開口しない面に一対の凹溝３６（凹部）が設けられている。これらの凹溝３６は、ボディ３０の前端から後端に向けて互いに平行に延びている。また、ボディ３０の左右側面を幅方向に貫通するように２つの挿通孔３８が設けられている。一方の挿通孔３８はボディ３０の左右側面の前上角隅部を貫通し、他方の挿通孔３８（図には表れていない）はボディ３０の左右側面の後下角隅部を貫通する。

【0043】

一方、電動弁２のボディ２０における片側面（本実施形態では左側面）、つまりポート（入口ポート、出口ポート）が開口しない面には凹溝２６（凹部）が設けられている。凹溝２６は、凹溝３６と同じ幅と深さを有する。なお、変形例においては、ボディ２０の右側面にも凹溝２６（凹部）を設けてもよい。この場合、電動弁２の右側にさらに別の制御弁を結合することが可能になる。また、ボディ２０の左右側面を幅方向に貫通するように２つの挿通孔２８が設けられている。一方の挿通孔２８はボディ２０の左右側面の前上角隅部を貫通し、他方の挿通孔２８はボディ２０の左右側面の後下角隅部を貫通する。挿通孔２８と凹溝２６との高さ方向の間隔は、挿通孔３８と凹溝３６との高さ方向の間隔に等しい。

【0044】

集合弁ユニット１を組み立てる際には、まず、電動弁２と電磁弁４とを連結部材４０を介して連結するとともに、電磁弁４と電磁弁６とを連結部材４０を介して連結する。連結部材４０は長方形板状をなし、凹溝２６，凹溝３６の幅とほぼ等しい厚みを有する。連結部材４０の幅方向一端部を電動弁２の凹溝２６に嵌合させ、幅方向他端部を電磁弁４の凹溝３６に嵌合させることにより、電動弁２と電磁弁４との位置決めがなされる。もう一つの連結部材４０の幅方向一端部を電磁弁６の凹溝３６に嵌合させ、幅方向他端部を電磁弁４の凹溝３６に嵌合させることにより、電磁弁４と電磁弁６との位置決めがなされる。

【0045】

このとき、各ボディの前上角隅部に設けられた挿通孔２８，３８，３８が同軸状に配置され、ねじ挿通孔４２を構成する。また、各ボディの後下角隅部に設けられた挿通孔２８，３８，３８も同軸状に配置され、ねじ挿通孔４４を構成する。

【0046】

図６にも示すように、これらのねじ挿通孔４２，４４に長尺のボルト５０を挿通してナット５２を螺合させることにより、電動弁２と電磁弁４と電磁弁６とを締結することで、集合弁ユニット１を得ることができる。

【0047】

なお、連結部材４０を凹溝２６および凹溝３６のそれぞれに圧入してもよい。図示のように、連結部材４０を隣接する制御弁の間で各凹溝の長手方向に挿入するように圧入してもよいし、各制御弁の幅方向（各凹溝の深さ方向）に圧入してもよい。この圧入による各制御弁の固定力が十分に得られる場合、ボルト５０およびナット５２による締結構造を省略することもできる。

【0048】

以上に説明したように、本実施形態では、複数の制御弁（電動弁２，電磁弁４，電磁弁６）を組み付けるための結合構造を、凹溝２６，３６、連結部材４０、挿通孔２８，３８およびねじ（ボルト５０，ナット５２）によるものとした。凹溝２６の幅は凹溝３６の幅と等しく、連結部材４０の厚みに対応づけられている。挿通孔２８の内径と挿通孔３８の内径とは等しく、ボルト５０の径と対応づけられている。

【0049】

このように、各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有する。このため、これらの制御弁の配置を部分的に入れ替えたとしても組み付けることが可能である。また、同様の結合構造を有する新たな制御弁の追加や、メンテナンスに伴う制御弁の交換も容易に行うことができる。

【0050】

また、共用のボディを備える複合弁とは異なり、各制御弁が個別のボディを備えており単体でも機能する。各制御弁は独立性を担保しつつ、集合弁ユニットをコンパクトに構成できる。各制御弁の組付自由度が高いため、複数の制御弁のいずれを連結するか、どのような配置で連結するかについて適宜選択できる。集合弁ユニットを構成し得る複数の制御弁の全てを組み付けてもよいし、一部を独立させて冷凍サイクルに配置してもよい。集合弁ユニットとすることにより冷凍サイクルの配管レイアウトを簡素化し、システム全体の軽量化を図りつつも、車種に応じた設置自由度を高めることができる。

【0051】

複数の制御弁が集合弁ユニットとして一体化するため、ブラケットを介して車体に取り付ける際には、その集合弁ユニットを単一のブラケットに固定し、そのブラケットを車体に固定すればよい。制御弁ごとにブラケットを用意する必要もないため、車両への組み込みに要する作業負担も軽減できる。

【0052】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はその特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能であることはいうまでもない。

【0053】

［変形例］
図７および図８は、変形例１に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。図７は左斜め上方からみた斜視図、図８は正面図である。以下、本変形例について上記実施形態との相異点を中心に説明する。

【0054】

図７に示すように、集合弁ユニット２０１は、電動弁２０２、電磁弁２０４および電磁弁２０６の複数の制御弁を横並びに組み付けて構成される。電動弁２０２は、ボディ２２０および駆動部２２を備える。ボディ２２０の片側面（左側面）の上部および中央部にそれぞれ凹溝２２６が設けられている。これらの凹溝２２６は、ボディ２２０の前端から後端に向けて互いに平行に延びている。

【0055】

電磁弁２０４は、ボディ２３０および駆動部３２を備える。ボディ２３０の左側面（第２の面）の上部および中央部にそれぞれ凹状嵌合部２３６（凹部）が設けられている。これらの凹状嵌合部２３６は、ボディ２３０の前端から後端に向けて互いに平行に延びている。ボディ２３０の右側面（第１の面）における上部および中央部にはそれぞれ凸状嵌合部２３８（凸部）が設けられている。凸状嵌合部２３８は、凹状嵌合部２３６と相補形状を有する。なお、電磁弁２０６は電磁弁２０４と同一構造を有するため、その説明については省略する。変形例においては、電動弁２０２のボディ２２０における右側面の上部および中央部にも凸状嵌合部２３８を設けてもよい。この場合、電動弁２０２の右側にさらに別の制御弁を結合することが可能になる。

【0056】

図８にも示すように、上下の凸状嵌合部２３８は、上下の凹状嵌合部２３６とそれぞれ同じ高さ位置に設けられている。凹状嵌合部２３６の幅および深さは、凹溝２２６のそれらと等しい。上下の凹状嵌合部２３６の間隔は、上下の凹溝２２６の間隔と等しい。

【0057】

集合弁ユニット２０１を組み立てる際には、電磁弁２０４の上下の凸状嵌合部２３８を、電動弁２０２の上下の凹溝２２６にそれぞれ圧入しつつ嵌合させる。また、電磁弁２０６の上下の凸状嵌合部２３８を、電磁弁２０４の上下の凹状嵌合部２３６にそれぞれ圧入しつつ嵌合させる。それにより、３つの制御弁が組み付けられ、安定に固定される。

【0058】

本変形例によれば、複数の制御弁（電動弁２０２，電磁弁２０４，電磁弁２０６）を組み付けるための結合構造が、凹溝２２６、凹状嵌合部２３６および凸状嵌合部２３８による凹凸構造で実現される。凹溝２２６と凹状嵌合部２３６の凹部形状が同様であり、凸状嵌合部２３８と相補形状とされる。このため、各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有し、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、複数の制御弁のいずれかの上下を反転させるなど向きを変更することもでき、自由度がさらに向上する。

【0059】

図９は、変形例２に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。図１０は、集合弁ユニットを構成する制御弁の外観を表す図である。図１０（Ａ）は左斜め上方からみた斜視図、図１０（Ｂ）は右斜め上方からみた斜視図である。以下、本変形例について上記実施形態との相異点を中心に説明する。

【0060】

図９に示すように、集合弁ユニット３０１は、電磁弁３０４と電磁弁３０６とを横並びに組み付けて構成される。電磁弁３０４は、ボディ３３０および駆動部３２を備える。
図１０（Ａ）にも示すように、ボディ３３０の左側面（第１の面）には断面円弧状の凸状嵌合部３３２（凸部）が突設されている。凸状嵌合部３３２は、ボディ３３０の前端から後方に向けて延びるが、その後端部が切り欠かれている。つまり、凸状嵌合部３３２は、ボディ３３０の後端には達していない。凸状嵌合部３３２を前後に貫通するように挿通孔３３４が設けられている。

【0061】

図１０（Ｂ）にも示すように、ボディ３３０の右側面（第２の面）には、凸状嵌合部３３２と相補形状の凹状嵌合部３３６（凹部）が設けられている。ボディ３３０における凹状嵌合部３３６の後方には係止部３３８が突設されている。係止部３３８には、前後方向に延びるねじ穴３４０が設けられている。なお、電磁弁３０６は電磁弁３０４と同一構造を有するため、その説明については省略する。

【0062】

図９に戻り、集合弁ユニット３０１を組み立てる際には、電磁弁３０４の凸状嵌合部３３２を電磁弁３０６の凹状嵌合部３３６に嵌合させるように組み付ける。このとき、電磁弁３０４の挿通孔３３４と電磁弁３０６のねじ穴３４０とが同一軸線上に配置される。この状態で長尺のボルト３５０を挿通孔３３４に挿通してねじ穴３４０に螺合させる。それにより電磁弁３０４と電磁弁３０６とを締結することで、集合弁ユニット３０１を得ることができる。

【0063】

本変形例によれば、複数の制御弁（電磁弁３０４，電磁弁３０６）を組み付けるための結合構造を、凸状嵌合部３３２、凹状嵌合部３３６および係止部３３８によるものとした。このため、同様の結合構造を有する制御弁をさらに追加して組み付けるのも容易である。本変形例においても、各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有し、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0064】

図１１および図１２は、変形例３に係る集合弁ユニットの外観を表す図である。図１１は左斜め上方からみた斜視図、図１２は右斜め上方からみた斜視図である。本変形例の集合弁ユニットは、変形例１の集合弁ユニット２０１を変形したものである。以下、変形例１との相異点を中心に説明する。

【0065】

図１１および図１２に示すように、集合弁ユニット４０１は、電動弁４０２、電磁弁４０４および電磁弁４０６の複数の制御弁を組み付けて構成されるが、組み付ける方向が変形例１と異なる。電磁弁４０４と電磁弁４０６とは横並びに組み付けられるが、これらの電磁弁が、横倒しにされた電動弁４０２の左側面に連結される。すなわち、複数の制御弁として、駆動部とボディとの位置関係が互いに異なる制御弁を含む。

【0066】

電動弁４０２のボディ４２０の片側面（左側面）には、一対の凹溝２２６が上記実施形態よりも間隔をあけて設けられている。一方、電磁弁４０４および電磁弁４０６は、そのボディ４３０の底面（第３の面）にも凸状嵌合部２３８が設けられている。凸状嵌合部２３８は、ボディ４３０の前端から後端に向けて延びている。

【0067】

電磁弁４０４と電磁弁４０６とを横並びに組み付けた後、これらの凸状嵌合部２３８を電動弁４０２の一対の凹溝２２６に圧入しつつ組み付けることで、集合弁ユニット４０１を得ることができる。

【0068】

本変形例においても、複数の制御弁（電動弁４０２，電磁弁４０４，電磁弁４０６）を組み付けるための結合構造を、凹溝２２６、凹状嵌合部２３６および凸状嵌合部２３８によるものとした。各制御弁のボディが、他の制御弁のボディと連結する際の位置決めをなす標準化された結合構造を有し、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、電磁弁４０４，４０６の複数の面に凸状嵌合部２３８を設けたことで、複数の制御弁の配置構成（組付方向）のバリエーションが増え、集合弁ユニットとしての汎用性をさらに高めることができる。

【0069】

［他の変形例］
上記実施形態および変形例では、集合弁ユニットを構成する制御弁の結合構造の例を示したが、制御弁におけるその結合構造の位置、数、形状、大きさなどの具体的構造について適宜設定できることは言うまでもない。

【0070】

上記実施形態および変形例では、集合弁ユニットとして、単一の電動弁と複数の電磁弁を含む構成と、複数の電磁弁を含む構成を例示したが、上述した標準化された結合構造を介することにより電動弁や電磁弁の数は適宜変更できる。複数の電動弁を含む構成としてもよい。また、例えば冷媒の圧力を感知して自律的に作動する駆動部を有する制御弁や逆止弁など、電動弁および電磁弁以外の制御弁が上記結合構造を介して組み付けられてもよいことは言うまでもない。

【0071】

上記実施形態では、電動弁として複数の弁（大口径弁と小口径弁）を有する大小口径弁を例示したが、小口径弁のみを有する電動膨張弁としてもよい。あるいは、電動弁として回転駆動するボール弁等（例えばＤＥ１０２０２２２００５９３号公報に開示の構成など）を採用してもよい。同種又は異種の複数の制御弁の弁部が、同一（共用）のボディに設けられてもよい。例えば、電磁弁のボディ内に逆止弁が設けられてもよい。電動弁のボディ内に差圧弁が設けられてもよい。電動弁と電磁弁の各弁部が同一のボディに設けられてもよい。

【0072】

上記実施形態では、図１に示したように、膨張装置１１５として膨張弁１１６と開閉弁１１８（電磁弁）を一体に含む構成を例示したが、これらを電動膨張弁に置き換えてもよい。あるいは、開閉弁１１８を膨張装置１１５から独立させ、接続点Ｐ２の下流側かつ膨張弁１１６の上流側に配置してもよい。外部制御により第１冷媒循環通路を開放又は遮断できる開閉弁が設けられればよい。このように置き換えた電動膨張弁、または独立させた開閉弁を集合弁ユニットに組み込んでもよい。例えば、図１に示した集合弁ユニット１において、接続点Ｐ２の下流側に電磁弁６と並列する形でこれらの弁を組み込んでもよい。

【0073】

上記実施形態では述べなかったが、集合弁ユニットに接続されるアダプタ内に逆止弁、差圧弁、オリフィス等の少なくともいずれかを設けてもよい。小型の弁であれば、アダプタ内に容易に埋め込むことができる。

【0074】

なお、本発明は上記実施形態や変形例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。上記実施形態や変形例に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成してもよい。また、上記実施形態や変形例に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。

【符号の説明】

【0075】

１ 集合弁ユニット、２ 電動弁、４ 電磁弁、６ 電磁弁、１０ アダプタ、１２ アダプタ、２０ ボディ、２２ 駆動部、２４ 入口ポート、２６ 凹溝、２８ 挿通孔、３０ ボディ、３２ 駆動部、３４ 入口ポート、３６ 凹溝、３８ 挿通孔、４０ 連結部材、４２ ねじ挿通孔、４４ ねじ挿通孔、５０ ボルト、５２ ナット、１００ 冷暖房装置、１０２ 圧縮機、１０４ 補助凝縮器、１０６ 室外熱交換器、１０８ 受液器、１１０ 蒸発器、１１２ アキュムレータ、１１４ 逆止弁、１１５ 膨張装置、１１６ 膨張弁、１１８ 開閉弁、１２１ 第１通路、１２２ 第２通路、１２３ 第３通路、１２４ 第４通路、１２５ 第５通路、１２６ 第６通路、１２７ 第７通路、１３０ 制御部、２０１ 集合弁ユニット、２０２ 電動弁、２０４ 電磁弁、２０６ 電磁弁、２２０ ボディ、２２６ 凹溝、２３０ ボディ、２３６ 凹状嵌合部、２３８ 凸状嵌合部、３０１ 集合弁ユニット、３０４ 電磁弁、３０６ 電磁弁、３３０ ボディ、３３２ 凸状嵌合部、３３４ 挿通孔、３３６ 凹状嵌合部、３３８ 係止部、３４０ ねじ穴、３５０ ボルト、４０１ 集合弁ユニット、４０２ 電動弁、４０４ 電磁弁、４０６ 電磁弁、４２０ ボディ、４３０ ボディ、Ｐ１ 分岐点、Ｐ２ 接続点、Ｐ３ 合流点。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】