CN1122167C - 切换阀、流体压缩机和热泵式制冷循环系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种切换阀、流体压缩机和热泵式制冷循环系统，可节省电力、低噪音、高可靠性，切换阀S备有阀座、滑块、平衡孔、导向阀和致动器。阀座连接着若干个气体流路；上述滑块备有气体通路，该气体通路可流通地切换与上述流路中的2个气体流路；上述平衡孔设在上述滑块上，将上述气体通路与滑块外部连通；上述导向阀用于开闭上述平衡孔；上述致动器可正反转，使上述导向阀和上述滑块动作。

Description

切换阀、流体压缩机和热泵式制冷循环系统

技术领域

本发明涉及切换流体流路的切换阀、将该切换阀收容在箱体内的流体压缩机和备有该流体压缩机的例如空调机内的热泵式制冷循环系统。

背景技术

例如在备有可容易地切换制冷运转和制暖运转的热泵式制冷循环系统的空调机中，上述运转的设定是通过切换流体即制冷剂气体的流通方向而实现的。

已往，制冷剂气体的流路变更是由与压缩机的气体排出部连接着的四通阀进行的。该四通阀备有一个导入口、三个导出口，导出口中的二个常时地被阀体闭塞着。

上述阀体由电磁线圈驱动。即，根据来自电磁线圈的信号在阀框内移动，变更作为开放对象的导出口。从导入口导入阀框内的制冷剂气体根据阀体的位置从不同的导出口导出，进行流路的切换。

但是，该四通阀存在以下问题。

(1)制冷循环系统的流路结构复杂，需要大的配管空间，妨碍空调机本身的小型化。由于配管连接的复杂化，作业也麻烦，容易造成泄漏。

(2)在制冷运转和制暖运转中，必须常时地保持电磁线圈的通电状态，电力消耗大，运转费高。

(3)由于电磁线圈常时地通电，从电磁线圈和四通阀散热，降低热效率。

为了消除上述问题，本案申请人先前曾提出过一个解决方案(日本特开平10-2434号公报)，该方案中，在流体压缩机内收容带强制气体平衡机构的切换阀，由磁联接器进行流路的切换。

根据该技术方案，能消除已往四通阀存在的问题。但另一方面，又存在以下问题。即，①在压缩机运转时，磁联接器造成入口损失；②使压缩机正反转来切换流路，所以需要复杂的控制；③只限用于以低速正反转的压缩机。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而作出的，其第1目的在于提供一种可节省电力、低噪音、可靠性高的切换阀。

本发明的第2目的在于提供一种不受压缩形态限定、内部收容着上述切换阀进行流路切换、节省空间、提高压缩性能的流体压缩机。

本发明的第3目的在于提供一种热泵式制冷循环系统，该制冷循环系统中备有上述流体压缩机进行制冷制暖运转的切换，缩短切换时间，得到舒适的空调，配管连接简单化，减少配管空间。

为达到上述目的，本发明采取以下技术方案：

切换阀，其特征在于，备有阀座、滑块、平衡孔、导向阀和致动器；上述阀座连接着若干个流体流路；上述滑块备有气体通路，该气体通路可流通地切换与上述阀座连接的若干个流体流路中的2个流路；上述平衡孔设在上述滑块上，将上述气体通路与滑块外部连通；上述导向阀用于开闭上述平衡孔；上述致动器可正反转动，可使上述导向阀和上述滑块动作。

所述的切换阀，其特征在于，在上述阀座的阀轴方向，配置着上述滑块、导向阀和致动器，并且，备有借助上述致动器的旋转使导向阀脱离平衡孔的导向阀动作机构和使上述滑块旋转的滑块旋转机构。

所述的切换阀，其特征在于，上述导向阀动作机构和滑块旋转机构，一体地设在凸轮上。

所述的切换阀，其特征在于，上述凸轮作为上述导向阀动作机构和滑块旋转机构，备有与上述致动器接合的接合部、使导向阀脱离平衡孔的隆起部和使滑块旋转驱动的腕部。

所述的切换阀，其特征在于，上述阀座备有：构成流体流路的若干个通孔、若干个流路管、阀轴和限制上述滑块旋转的挡杆；上述若干个流路管为与上述通孔连通地接合在该阀座的一端面，并与通孔一起构成流体流路；上述阀轴突设在阀座的另一端面侧，轴向支撑着致动器。

所述的切换阀，其特征在于，上述阀轴偏离阀座中心地设置，上述若干个通孔设在以阀轴为中心的圆周上。

所述的切换阀，其特征在于，上述形成流体流路的通孔设有三个，两侧的通孔距中央通孔的距离大致相同。

所述的切换阀，其特征在于，上述阀座在其一端面侧外周部设有环形突部。

所述的切换阀，其特征在于，上述若干个流路管，其中至少一个流路管形成为不同于其它流路管的长度。

所述的切换阀，其特征在于，上述滑块具有气体通路，该气体通路由在阀座的滑接面上开口并连通两个流体流路的圆弧状凹部构成，在滑接面的相反侧，作为上述导向阀动作机构和滑块旋转机构，具有凸轮的滑接面和导向阀的相接面，上述凸轮备有与致动器接合的接合部、使导向阀脱离平衡孔的隆起部和使滑块旋转驱动的腕部。

所述的切换阀，其特征在于，上述滑块具有滑动止挡部，该滑动止挡部在流体流路的切换动作时，与上述凸轮的脚部接合，并且与挡杆相接，限制滑块的旋转。

所述的切换阀，其特征在于，形成在上述滑块上的平衡孔，形成在气体通路的约中央部。

所述的切换阀，其特征在于，上述导向阀具有开闭上述平衡孔的开闭部、承受凸轮作用的作用承受部和安装到阀座上的安装部。

所述的切换阀，其特征在于，上述导向阀形成为环形，被弹性部件朝滑块侧推压，并且，可自由移动地与阀座的挡杆接合。

所述的切换阀，其特征在于，上述弹性部件由非磁性材料形成，与上述阀座的挡杆接合，同时夹在导向阀与致动器之间。

所述的切换阀，其特征在于，上述致动器具有外轭铁组装体和安装在该外轭铁组装体内的电磁铁，该外轭铁组装体具有以阀座的阀轴为中心旋转的永久磁铁；通过向上述电磁铁供电而诱发电磁力，通过切换其磁极而使外轭铁组装体正反转。

所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体具有上述挡杆的退避部。

所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体具有由磁性材料构成的、复盖上述永久磁铁外面的轭铁和由非磁性材料构成的、承受永久磁铁的承受部。

所述的切换阀，其特征在于，上述承受部，设有供上述挡杆贯通的退槽。

所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体，由轴向支撑阀座阀轴的轴承部、承受永久磁铁的承受部和复盖上述永久磁铁外面的轭铁构成，上述轴承部和承受部由合成树脂形成，并且，与上述轭铁一体地模制成形。

所述的切换阀，其特征在于，上述永久磁铁沿旋转方向分割成二部分，其N极和S极沿旋转方向交替配设。

所述的切换阀，其特征在于，上述承受部具有突起，该突起使上述分割成二部分的永久磁铁的端部彼此隔开间隙。

所述的切换阀，其特征在于，上述分割成二部分的永久磁铁，其相对置的两侧端部的厚度比中央部的厚度薄。

所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体上，备有限制上述永久磁铁向内径侧倒入的防倒入限制部件和限制永久磁铁从外轭铁组装体脱出的止脱部件。

所述的切换阀，其特征在于，上述防倒入部件和止脱部件，由非磁性材料成形。

所述的切换阀，其特征在于，上述防倒入部件和止脱部件，是一体成形的。

所述的切换阀，其特征在于，构成上述致动器的电磁铁，备有卷绕线圈的卷筒、嵌插在该卷筒内径部的磁性材料构成的芯轴和分别安装在上述卷筒两端面的由磁性材料构成的L字形断面的内轭铁。

所述的切换阀，其特征在于，在上述卷筒和一方的上述内轭铁之间，夹有弹性部件。

所述的切换阀，其特征在于，上述卷筒和上述各内轭铁，备有限制旋转方向转动的机构和定位机构。

所述的切换阀，其特征在于，上述一方的内轭铁，备有供上述挡杆插入的插入部，由挡杆定位，同时旋转方向的运动被限制。

所述的切换阀，其特征在于，上述芯轴的轴方向长度大于卷筒的轴方向长度，芯轴的两端部与各内轭铁接触。

流体压缩机，在箱体内备有压缩机构部，其特征在于，在箱体内收容着切换阀。

所述的流体压缩机，其特征在于，上述切换阀的阀座由钢材形成，在一端面侧有台阶部或锥形部，用电阻焊接方式固着在箱体内。

所述的流体压缩机，其特征在于，上述切换阀的阀座，使若干个流体流路位于箱体中心侧地固定着。

热泵式制冷循环系统，其特征在于，备有流体压缩机、与收容在上述流体压缩机内的上述切换阀连接的室内热交换器、及室外热交换器和设在这些室内热交换器与室外热交换器之间的节流装置。

所述的热泵式制冷循环系统，其特征在于，仅在流体流路切换时，向上述切换阀的致动器通电。

所述的热泵式制冷循环系统，其特征在于，备有执行第1步骤和第2步骤的控制机构，上述第1步骤是向上述切换阀的致动器通电，使上述导向阀脱离上述平衡孔，将平衡孔开放；上述第2步骤是经过了预定时间后，再次向致动器通电，使上述滑块转动，切换流体流路。

为了实现上述第1目的，本发明记载的切换阀，其特征在于，备有阀座、滑块、平衡孔、导向阀和致动器；上述阀座连接着若干个流体流路；上述滑块备有气体通路，该气体通路可流通地切换与上述阀座连接的若干个流体流路中的两个流路；上述平衡孔设在上述滑块上，将上述气体通路与滑块外部连通；上述导向阀用于开闭上述平衡孔；上述致动器可正反转，使上述导向阀和上述滑块动作。

为了实现上述第2目的，本发明记载的流体压缩机，在箱体内备有压缩机构部，其特征在于，在箱体内收容着上述的切换阀。

为了实现上述第3目的，本发明记载的制热泵式制冷循环系统，其特征在于，备有记载的流体压缩机、与收容在上述流体压缩机内的上述切换阀连接的室内热交换器和室外热交换器和、设在这些室内热交换器与室外热交换器之间的节流装置。

本发明具有积极的效果：

由于具有上述构造、切换阀可节省电力、噪音低、可靠性高。流体压缩机不受压缩形态限制，内部收容着切换阀切换流程，可节省空间，提高压缩性能。

热泵式制冷循环系统，备有流体压缩机进行制冷制暖运转，可缩短切换时间，得到舒适的空调，并且配管连接简单，减少配管空间。

附图的简要说明

图1表示本发明一实施例，是收容着切换阀的流体压缩机的断面图。

图2表示图1所示实施例，是热泵式制冷循环系统的构成图。

图3表示图1所示实施例，是切换阀的断面图。

图4表示图1所示实施例，是切换阀的局部分解断面图。

图5表示图1所示实施例，是阀座的平面图、断面图和底面图。

图6表示图1所示实施例，是滑块的平面图、断面图和底面图。

图7表示图1所示实施例，是凸轮的平面图、断面图和侧面图。

图8表示图1所示实施例，是导向阀的平面图。

图9表示图1所示实施例，是致动器构造的说明图。

图10表示图1所示实施例，是外轭铁的组装平面图、断面图和顶面图。

图11表示图1所示实施例，是形态互不相同的永久磁铁的平面图。

图12表示图1所示实施例，是电磁铁构造的说明图。

图13表示图1所示实施例，是依次说明切换阀的切换动作的图。

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施例。

图1表示压缩机A。图中，1是箱体，由主箱体1a和上箱体1b构成。主箱体1a为上端部开口的有底筒状。上箱体1b闭塞该主箱体1a的上端开口部，形成为密闭构造。

在上述箱体1的内部，沿垂直方向支承着旋转轴2，在该旋转轴2的上部侧和下部侧，分别设有电动机部3和图未示的压缩机构部。

构成箱体1的上箱体1b上，安装着后述的切换阀S，还安装着与该切换阀S和上述电动机部3电气连接的若干个端子部4、4。

图2是从平面看流体压缩机A的图。上述切换阀S的一部分露出于箱体1的上端面，3根管子从这里伸出。将中央的管称为B管5，它与蓄能器B的上端部即导入部连通，该蓄能器B与流体压缩机A相邻配置。

上述蓄能器的导出部与流体压缩机A中的压缩机构部的气体吸入部直接连通(图未示)。压缩机构部的气体排出部在箱体1内开口，压缩后的高压气体排出到箱体1内。即，箱内是高压型。

从上述切换阀S伸出的管子之中，将图2下部侧的管称为E管6，它一直伸到被空调室，与安装在这里的室内热交换器E连接。

将图2上部侧的管称为C管7，与流体压缩机A一起与配置在室外机内的室外热交换器C连通。上述室内热交换器E和室外热交换器C由管8连通，该管8的中途部备有节流装置K。

这样，收容着切换阀S的流体压缩机A，与蓄能器B、室内热交换器器E、节流装置K和室外热交换器C一起，构成热泵式制冷循环系统。

设在流体压缩机A上的端子部4、4，与作为控制机构的控制电路Y电气连接，电动机部3接收从这里发出的控制信号，进行运转频率的切换控制，同时切换阀S接收进行切换控制。

下面说明上述的切换阀S。

如图3的放大图和图4的分解图所示，该切换阀S由安装在上箱体1b上的阀座10、从该阀座10的下面垂下的阀轴11和2根挡杆12a、12b、安装在上述阀轴上的滑块13、凸轮14、导向阀15和致动器16构成。

如图5所示，上述阀座10由具有一定厚度的圆盘体构成，沿上端周面设有台阶部10a。在该台阶部10a的面上，设有环形的断面为三角锥形的突部17。

上述台阶部10a的周面，在与设在上箱体1b上的安装用孔18接合并用电气阻焊方式安装着的状态，上述环形突部17溶融地密接在上箱体1b面。因此，也可以用锥形部代替台阶部10a。

贯通阀座10的上下两端面地设有3个通孔19b、19c、19e，以中央的通孔19b为中心，约相同距离地形成其两侧的通孔19c、19e。

上述B管5与中央的通孔19b连接，所以通孔19b称为B孔。上述E管6与一侧的通孔19e连接，所以通孔19e称为E孔。上述C管7与另一侧的通孔19c连接，所以通孔19c称为C孔。因此，各孔19b、19c、19e与各管5、6、7一起构成流体流路。

与各孔19b、19e、19c连接的管5、6、7，处于从制冷循环系统构成以前的阀座10伸出的状态，至少其中的一个管与其它管形成为不同的长度。

在此，中央的B管5长，其两侧的E管6和C管7比B管5短，并且形成为等长。这样，在实际为构成制冷循环系统进行配管时，可防止误操作，同时在这些该管的前端部钎焊其它管时，可提高作业性。

另外，从阀座10的下端面到中途部设有相隔一定间隔的3个盲孔20a、20b、20c。如图4所示，分别以压入手段上述阀轴11的上端部安装在中央的盲孔20a内，上述挡杆12b、12a的上端部先安装在两侧的盲孔20b、20c内。

中央的盲孔20a(即阀轴11)设在偏离阀座10中心的位置，上述B孔19b、C孔19c和E孔19e设在以盲孔20a为中心的圆周上。

上述阀轴11的伸出于阀座10的部分，形成为大径部11a，其前端部形成为小径部11b，并且前端部设有锥形部11c。挡杆12a、12b仅其前端部形成为小径。

上述滑块13例如由塑料模制成形，其构造如图6所示。在其中心部设有供阀轴11贯穿的、直径大于阀轴11轴径的孔21。

孔21的周围一体地设有具有一定厚度、并呈二股状的突部即滑动止挡部22a、22b。还一体地设有与上述滑动止挡部22a、22b以中心O为对称、呈扇形的圆弧部23。

至上述圆弧部23上，设有上面侧开放的凹部即气体通路24。在组装的状态该气体通路24的开放面被上述阀座10闭塞，气体通路24内为圆弧状空洞部。

由于上述气体通路24设在圆弧部23，所以，其开口面贯通设在阀座10上的3个通孔即B孔19b、C孔19c、E孔19e中的2个孔。

在气体通路24的约中央部，设有从其底部贯通到滑块13下端面的小径孔部即平衡孔25。从滑块13的中心O到平衡孔25中心的半径距离，与从阀座10的阀轴11中心到B孔19b、C孔19c、E孔19e的各中心的半径距离一致。

在上述圆弧部23的下面侧，一体地形成台部26，该台部26与圆弧部23为同一曲率半径，从其内径侧除去外形侧一部分地形成，在滑动止挡部22a、22b的下面侧，仅前端部一体地形成台部27。台部26、27的突出高度相同。

上述凸轮14如图7所示，其板厚稍小于设在上述滑块13的圆弧部23下面和滑动止挡部22a、22b下面的台部26、27的高度。

在其中心部设有孔28，该孔28的一部分的一部分与设在上述滑块13中心部的孔21同一直径，并呈钥匙孔状。在该孔28的平行的末端部，设有用冲切加工形成的朝下面突出的爪部29。

在以孔28为中心与爪部29对称的位置，用冲切加工形成为山形的隆起部30朝下面侧突出，在爪部29的外径侧，弯折成コ字形的腕部31朝上面侧突出。

在已组装的状态，凸轮14的隆起部30侧外径一部分，与滑块13的圆弧部23下面的台部26内径侧可滑动地接合着。凸轮14的腕部31位于滑块13的滑动止挡部22a、22b之间。

上述导向阀15如图8所示。整体形成为变形的环状。在其两侧部有一对安装用孔32、32。这些安装用孔32、32如后所述地供上述一对挡杆12a、12b插入，成为安装到阀座10上的安装部。

上述安装用孔32、32间的一侧部，曲率半径比另一侧部小，在这里一体地设有向外径侧突出的半圆形突部33a、33b。该半圆形突部33a、33b如后所述地成为开闭平衡孔25的开闭部。

在半圆形突部33a、33b之间，一体设有朝内径侧突出的矩形突部34。该矩形突部34如后所述地成为承受凸轮14的爪部30作用的作用承受部。

再如图4所示，在上述挡杆12a、12b上，通过导向阀15与由非磁性材料形成的弹性部件即螺旋弹簧35、35的上端相接。

上述螺旋弹簧35、35如后所述地以压缩状态夹在上述致动器16与导向阀15之间，为将导向阀15密接于滑块13而将其弹性地往上推。

下面，详细说明上述的致动器16。

如图9所示，该致动器16由外轭铁组装体40和固定安装在该外轭铁组装体40内的电磁铁60构成。

外轭铁组装体40由外轭铁体41、由该外轭铁体41收容着的永久磁铁42、将该永久磁铁42安装固定在外轭铁体41内的第1磁铁座43和第2磁铁座44构成。

如图10所示，上述外轭铁体41由轭铁45和承受部46构成。轭铁45由沿一端开口部形成有弯曲部的圆筒体构成。承受部46固定接合在该轭铁45的弯折部45a上。上述轭铁45由磁性材料构成，上述承受部46由非磁性材料例如由塑料模制成形品构成。

沿着上述轭铁45的开口端内周面设有沟槽部45b，在这里嵌入着上述第1磁铁座43。

上述承受部46，沿其轴心一体地形成圆筒状的轴承部46a，在轴承部46a的周围设有一对贯通的圆弧状退避部即退槽47、47，各退槽47、47的端部间设有贯通的矩形卡孔48。

在承受部46的下面周端部，并且在轴承部46a中心与卡孔48的连线延长线上的相对置位置处，设有一对T字形突起49、49，在与该T字形突起直交的方向的退槽47与轭铁45内周面之间，设有一对突起50、50。

如图11(A)和(B)所示，上述永久磁铁42沿旋转方向分割成二部分。两端部的厚度t2比中央部的厚度t1薄。

作为永久磁铁，可考虑2种永久磁铁42A、42B。永久磁铁42A如图11(A)所示，仅中央部为厚的厚度t1、从中央部向两端部厚度渐渐减薄。永久磁铁42B如图11(B)所示，从中央部到两端部附近为厚的厚度t1，仅两端部为薄的厚度t2。这两种类基本上均如前述的构造。

如图9所示，安装着沿轭铁体41的轭铁45内周壁分割成二部分的永久磁铁42。轭铁45由磁性材料形成，所以永久磁铁42吸在轭铁45的内周壁。

这样，轭铁45复盖着永久磁铁42的外面，永久磁铁42的端部由上述承受部46承受。永久磁铁42的两端部与T字形突起49、49接合而被定位，并且，永久磁铁42的中央部由突起50、50保持位置。

换言之，永久磁铁42隔着T字形突起49相对置，沿旋转方向分割成二部分的永久磁铁42，其N极部和S极部沿旋转方向交替配设。

在此状态，第2磁铁座44与各永久磁铁42的整个下端面接合，第1磁铁座43嵌入设在轭铁45端部的沟槽部45b内，通过第2磁铁座44抑制永久磁铁42端部。

即，第1磁铁座43作为限制永久磁头和第2磁铁座44脱出的止脱部件，第2磁铁座44作为限制分割成二部分的永久磁铁42往轭铁45内径侧倒入的防倒入部件。

作为这些防倒入部件和止脱部件的第1、第2磁铁座43、44，都是由非磁性材料形成的。这些第1、第2磁铁座43、44可以由分别的部件构成，也可以形成为一体。

上述电磁铁60由卷绕着线圈61的卷筒62、嵌插在该卷筒62内径部的芯轴63、相对置地安装在上述卷筒62两端的第1内轭铁64和第2内轭铁65构成。

图12(A)、(B)、(C)中表示第1内轭铁64、卷筒62和第2内轭铁65。

上述卷筒62由沿其中心轴形成的圆筒部66、一体在设在其上下两端部的锷部67、68构成，在圆筒部66周面与上下锷部67、68之间卷绕着绕组61。

在卷筒锷部67上面一体地设有突条台部69，该突条台部69的两端部呈直状，在该两端部之间以预定曲率形成为R状。在卷筒锷部68下面，与上述突条台部69对称的位置处，一体设有从与圆筒部66周缘相隔预定距离的位置到外径的半圆状台部70。半圆状台部70上一体地设有接线柱71，连接着上述绕组61的末端部。

第1内轭铁64形成为L字形断面，其平面部64a与卷筒锷部67的上面密接，所以是平面状，其垂直面64b与卷筒62周面相对置，所以，是与卷筒62同一曲率的曲面。

在平面部64a的轴心位置设有孔72，其两侧端部形成为凹部73、73。垂直面64b相反侧的外径端缘64c，只在凹部73、73附近部分形成为与凹部平行的直状，在它们之间以预定曲率形成圆弧状。

第2内轭铁65形成为L字形断面，其平面部65a与卷筒锷部68的下面密接，所以是平面状，其垂直面65b与卷筒62周面相对置，所以是与卷筒同一曲率的曲面。

在平面部65a的轴心位置设有孔74，其两侧端部形成为突部75、75。在这些突部75、75之间，垂直面65b相反侧的端缘65c以预定曲率形成为圆弧状。

如图9所示，上述芯轴63插入卷筒62的圆筒部66内，在芯轴63的上端部，第1内轭铁64以夹着垫圈76的状态与卷筒锷部67的上面相接。设在卷筒62上的突条台部69的内径端缘与第1内轭铁64的外径端缘64c的形状一致并相互接合。

第2内轭铁65与卷筒锷部68下面相接。设在卷筒62上的半圆状台部70的内径端缘与第2内轭铁65的外径端缘65c一致并相互接合。

电磁铁60备有限制机构和定位机构，在组装状态，限制第1内轭铁64和第2内轭铁65相对于卷筒62在旋转方向转动。

芯轴63的轴方向长度Lb与卷筒62的上下锷部67、68的端面距离La的关系，设定为La＜Lb。因此，在已组装状态，芯轴63的两端面从卷筒62端面伸出，并且切实地与第1、第2内轭铁64、65的面接触。

在上述外轭铁组装体40的轭铁45内，收容电磁铁60而构成致动器16。在该状态，如后所述地致动器16通过顶推螺母77安装在上述阀轴11上。

下面依次说明切换阀S的组装顺序。

如图5所示，将B、E、C管5、6、7的端部例如用钎焊方式固定安装在阀座10的各通孔19b、19c、19e内，并且，将阀轴11和2根挡杆12b、12a的端部用压入加工固定安装在各盲孔20a、20b、20c内。

如图4所示，用电阻焊将阀座10固定安装在上箱体1b上。在阀座10的附近，固定安装2个端子部4、4。并且，将构成切换阀S的部件组装到阀座10上。

在实际进行切换阀S的组装作业时，把安装着阀座10和端子部4的上箱体1b从图4所示状态上下倒置，使上箱体1b的开口部朝上地进行。这里，为了便于说明，按图4所示状态进行组装。

先将滑块13的气体通路24的开口面朝上，将阀轴11插入设在中心部的孔21内。这时，气体通路24的开口面朝着滑块13的B孔19b、E孔19e、C孔19c中的任意2个。

接着将凸轮14的孔部28套在阀轴11上。这时，凸轮14的腕部31夹在滑块13的滑动止挡部22a、22b之间，并且使凸轮的爪部29和隆起部30的冲切方向朝下方地决定凸轮的朝向。这样，凸轮隆起部30侧外径必然地与滑块台部26内径侧滑动接合。

将导向阀15的安装用孔32、32套在从阀座10伸出的挡杆12a、12b上。这时，导向阀15的半圆形突部33a、33b和矩形突部34定位在与凸轮14的隆起部30和滑块13的台部26相对置的位置。

导向阀15虽然不能相对于阀座10朝径方向和周方向移动，但是能沿着挡杆12a、12b的轴方向移动。

把另外组装好的致动器16通过以上的组装体安装在阀座10上，在此之前的作业，是将波形垫圈80插入构成外轭铁组装体40的轴承部46a外径部。

将螺旋弹簧35、35套在从导向阀15伸出的各挡杆12a、12b的端部。在该状态，由于螺旋弹簧35、35的约一半长度从各挡杆12a、12b伸出，所以，在设计上要注意使它不从挡杆上脱落。

把上述致动器16的轴承部46a套在阀轴11上。即，在轴承部46a的内径套在阀轴11的大径部11a的状态，轴承部外径插入凸轮14和滑块13的各孔28、21。

阀轴11的小径部11b，插入电磁铁60的芯轴63内，通过把顶推螺母77推入从第2内轭铁65伸出的阀轴11端部11c内，致动器16就被安装到阀座10上。

在设计上，致动器16相对于阀轴11可转动地轴向支撑着，并且相对于凸轮14和滑块13可自由转动。在此状态，设在承受部件46上的卡孔48与凸轮14的爪部28接合，致动器16与凸轮14可一体转动。

挡杆12a、12b的端部和上述螺旋弹簧35、35，插入设在承受部46上的退槽47、47内，挡杆的端部与形成在第1内轭铁64上的凹部73、73接合。

这样，螺旋弹簧35以压缩状态夹在导向阀15与第1内轭铁64之间，对两者施加弹力。具有第1内轭铁64的致动器16在波形垫圈80与固定螺母77之间，在轴方向几乎是固定的。而导向阀15在阀轴11的轴方向可一定程度地移动，上述螺旋弹簧35的弹力影响导向阀15。

挡杆12a、12b插入退槽47、47内，致动器16被挡杆定位，其旋转方向的运动受限制。

最后，将设在上箱体1b上的端子部4、4和致动器16的接线柱71通过导线81电气连接，切换阀S的组装完成。

下面，说明流体压缩机A、收容在该流体压缩机A内的切换阀S的作用和热泵式制冷循环系统。

切换阀S的切换作用如图13(A)至(D)所示。为了便于说明，上层各图是从切换阀S的底面看的图，下层各图是将切换阀S与上述相反地上下倒置看的图。

起动流体压缩机A的电动机部3时，压缩机构部从蓄能器B将低压气体直接吸入机构部内并压缩后，排出到箱体1内。

制暖运转时，切换阀S如图13(A)所示地，滑块13的气体通路24位于与C孔19c和B孔19b相对置的位置，这些C孔和B孔处于连通的状态。用斜阴影线表示的E孔19e呈不与滑块13相对置的开放状态。

如图2实线箭头所示，排出到流体压缩机A的箱体1内的高压气体，从开放着的E孔19e导向E管6，在与其连通的室内热交换器E内进行热交换而冷凝液化，将冷凝热放出到被空调室，进行制暖。

制冷剂被导向节流装置K而减压，再导向室外热交换器C，蒸发并低压化后先导向流体压缩机A。即，通过与室外热交换器C连接的C管7导向C孔19c。

如前所述，由于滑块13的气体通路24使C孔19c和B孔19b成为连通状态，所以，低压气体从C孔19c通过气体通路24导向B孔19b，从B管5导向蓄能器B后气液分离。然后从蓄能器B被吸入流体压缩机A的压缩机构，反复上述的制冷循环系统。

如图13(A)所示，在该状态，在上述的切换阀S中，滑块13的一方滑动止挡部22b与一方挡杆12b相接，滑块被定位，同时，凸轮14的腕部31与该滑动止挡部22b相接，凸轮被定位。

因此，用斜阴影线表示的凸轮14的隆起部30，离开导向阀15内径的矩形突部34，凸轮14与导向阀15不接合。

导向阀15受到螺旋弹簧35的弹力而与滑块13的下面密接，设在其外径的一方半圆形突部33a将滑块13的平衡孔25完全闭塞住。因此，如前所述，由滑块13的位置而设有平衡孔25的气体通路24，保持着使C孔19c和B孔19b连通的状态。

在制暖运转和制暖运转停止时，不需要向构成切换阀S的致动器16的电磁铁60供电。即，构成电磁铁60的第1、第2内轭铁64、65由磁性材料构成，而且与永久磁铁42相对置配置，所以，电磁铁60被永久磁铁42吸引保持，产生转矩。

由于电磁铁60的位置不动，外轭铁组装体40和与该外轭铁组装体40接合的凸轮14的位置不变，因此，滑块13的位置设定通过导向阀15得以保持。

在制暖运转中，滑块13的平衡孔25被导向阀15闭塞，所以在该滑块13的内外产生压差。即，滑块13的外面暴露在排出到箱体1内的高压气体内，另一方面，内面即阀座10的密接面的气体通路24，暴露在从C孔19c导向B孔19b的低压气体内。

滑块13被外面侧的高压气体的压力强力地推压在阀座10上，不容易转动。因此，滑块13的位置不动，在不向电磁铁60供电的状态可切实保持切换阀S的位置。

停止制暖运转后切换到制冷运转时(切换到除霜运转时也同样，下同)，切换阀S从图13(A)的状态通过图13(B)的状态变为图13(C)的状态。

即，从制暖运转变为制冷运转的切换指示信号发出后，控制电路Y向构成切换阀S的致动器16供给正电压。该供电时间约1秒即可。

上述致动器16中，通过向电磁铁60供电，诱发电磁力，磁极切换，使具有永久磁铁42的外轭铁组装体40正转驱动。随着该外轭铁组装体40的旋转，凸轮14朝顺时针方向转动。

凸轮14的腕部31离开滑块13的一方滑动止挡部22b，与另一方的滑动止挡部22a相接。即，成为图13(B)的状态。

这时，由于滑块13的内外差还相当大，所以滑块13对于阀座10的推压力使致动器16即凸轮14的旋转转矩提高，成为对凸轮的止挡。

但是，随着凸轮14的转动变位，凸轮隆起部30与导向阀15内径的矩形突部34相对置地进入，从该形状抵抗螺旋弹簧35的弹力，强制地将导向阀35压下。

因此，导向阀15的半圆形突部33a离开平衡孔25的开口部，平衡孔被开放。紧接着，充满箱体1内即滑块13外部的高压气体通过平衡孔25侵入气体通路24。

由于高压气体充满流体压缩机A的低压侧即气体通路24，所以，滑块13内外的压差急速地消除，迅速进行所谓的气体平衡，将滑块13推压到阀座10上的力减弱。

该气体平衡时间经过了数秒至数十秒后，控制电路Y再次向切换阀S的致动器16供给正电压。该供电时间也是约1秒即可。

上述致动器16中，通过向电磁铁60供电而诱发电磁力，通过切换磁极而使外轭铁组装体40正转驱动。凸轮14再次朝顺时针方向转动，通过与其腕部31接触的滑动止挡部22a使滑块13朝同样的顺时针方向转动。

如图13(C)所示，滑块13的滑动止挡部22a被挡杆12a止挡的状态下，滑块13的转动停止，与其成一体的凸轮14和致动器16的转动也停止。

在该状态，凸轮隆起部30再次离开导向阀15的矩形突部34，这样，导向阀15再次被螺旋弹簧35弹性地推压，与滑块13密接。

而且，借助滑块13的变位，平衡孔25从导向阀15的一方半圆形突部33a变换到与另一方半圆形突部33b相对置的位置，被该突部33b闭塞。同时，气体通路24变更为与B孔19b和E孔19e相对置，将这些孔连通。用斜阴影线表示的C孔19c重新开放。

在该状态，虽然不向致动器16供电，但是第1、第2内轭铁64、65被永久磁铁42吸引保持，产生转矩。由于电磁铁60的位置不动，所以，外轭铁组装体40、凸轮14的位置不变，因此，滑块13的位置设定通过导向阀15得以继续。

在上述切换阀S的切换动作结束时刻，实际的制冷运转开始。切换所需的时间总共仅数十秒，大幅度缩短了已往的切换时间。

另外，在制暖运转停止后，向致动器16供给正电压的时刻，根据流体压缩机A的运转条件，有时凸轮14的驱动力矩比滑块13对阀座10的推压力大。

这时，凸轮14和滑块13在图13(B)的位置不停止，连续地变位到图13(C)的位置。结果，切换时间更加缩短，没有丝毫问题。

在图13(C)的状态，滑块13的滑动止挡部22a被挡杆12a止挡的反冲作用，使滑块13朝反方向(反时针方向)反弹，可能会与致动器16一起转动。

作为其对策，如前面用图11所说明的那样，将各永久磁铁42A、42B的厚度做成为中央部厚、两侧端部薄的形状。这样，对两侧端部作用旋转力，即使产生反方向的旋转力矩，最终也作用朝正方向的旋转力，使其停止在正规位置。

在流体压缩机A中，排出到箱体1内的高压气体从开放的C孔19c导到C管7内。如图2中虚线箭头所示，制冷剂导入，在室外热交换器C内进行热交换后冷凝液化，导向节流装置K后被减压。再导向室内热交换器E蒸发，从被空调室吸取蒸发热，进行制冷。

该低压气体通过E管6导向流体压缩机A备有的切换阀S的E孔19e。滑块13的气体通路24将E孔19e与B孔19b连通，所以，低压气体从E孔19e通过气体通路24导向B孔19b，从B管5导向蓄能器B，被气液分离。再被吸入流体压缩机A的压缩机构部，反复进行上述的制冷循环系统。

从制冷运转状态切换到制暖运转状态时，切换阀S进行与前所述的切换动作相反的动作。

即，切换指示信号发出后，控制电路Y向切换阀S的致动器16供给负电压约1秒钟。在致动器16中，使外轭铁组装体40反转驱动，使凸轮14朝反时针方向转动。

如图13(D)所示，在凸轮14的腕部31与滑块13的滑动止挡部22b相接的状态，转动停止。凸轮14的隆起部30与导向阀15的矩形突部34相对置，抵抗螺旋弹簧35的弹力将导向阀15强制推下。

平衡孔25被开放，高压气体通过平衡孔侵入气体通路24，导向低压侧。滑块13内外的压差急速消除，迅速地进行气体平衡，滑块13对阀座10的推压力减弱。

该气体平衡时间经过数秒至数十秒后，控制电路Y再次向致动器16供给负电压约1秒。外轭铁组装体40和凸轮14朝反时针方向转动，凸轮通过腕部31将滑块13同样地朝反时针方向转动。

再如图13(A)所示，滑块13被挡杆12b止挡，滑块13、凸轮14和致动器16的转动停止。这时，凸轮隆起部30离开导向阀15的矩形突部34，导向阀15再次被螺旋弹簧35的弹力推压而与滑块13密接。平衡孔25被导向阀的半圆形突部33a闭塞，同时滑块气体通路24将B孔19b与C孔19c连通。

在该状态，虽然不向致动器16供电，但是第1、第2内轭铁64、65被永久磁铁42吸引保持，产生转矩。由于电磁铁60的位置不动，所以，外轭铁组装体40、凸轮14和滑块13的位置设定得以保持。

由于备有这样的切换阀S，就不需要已往的四通阀中的作动用电磁阀以及连通该电磁阀与四通阀的细管。用于配管连接的焊接部位减少，可减少泄漏，缩短配管长度，减少流体压缩机A的压力损失，并且使制冷循环系统的制造简单化。

上述切换阀S通过使作为阀体的滑块13旋转，进行流路的切换，比已往的四通阀容积小，可实现小型化。由于没有作动用电磁阀，所以可缩短全长。

在流路切换时，控制电路Y只要实施2次极短时间的通电，所以，电力消耗极少。与已往的四通阀那样运转中需要持续通电的情形相比，显著节省电力。

在制暖运转中切换为除霜运转时，与本申请人先前提出的技术方案相比，气体平衡时间短，可防止制暖能力降低，提高舒适性。

由于把与流体压缩机A的制冷循环系统连接的配管配置在靠箱体1的中心，所以，可减低随着压缩作用产生的振动。同样，由于把与制冷循环系统连接的配管配置在靠箱体1的中心，所以，可减少向制冷循环系统排出的润滑油量。

如上所述，根据本发明所述的切换阀，与已往的四通阀相比，可以实现小型化，节省电力，而且噪音低，可靠性高。

根据本发明所述的流体压缩机，不受压缩形态的限定，将切换阀收容在内部，进行流路切换，可节省空间，提高压缩性能。

根据本发明所述的热泵式制冷循环系统，可缩短运转切换时间，得到舒适的空气调节，并且，配管的连接简单化，减少配管空间。

Claims (36)

1.切换阀，备有阀座、滑块、平衡孔、导向阀和致动器；上述阀座连接着若干个流体流路；上述滑块备有气体通路，该气体通路可流通地切换与上述阀座连接的若干个流体流路中的2个流路；上述平衡孔设在上述滑块上，将上述气体通路与滑块外部连通；上述导向阀用于开闭上述平衡孔；上述致动器可正反转动，可使上述导向阀和上述滑块动作；其特征在于，

其中，上述阀座备有：构成流体流路的若干个通孔、若干个流路管、阀轴和限制上述滑块旋转的挡杆；上述若干个流路管为与上述通孔连通地接合在该阀座的一端面，并与通孔一起构成流体流路；上述阀轴突设在阀座的另一端面侧，轴向支撑着致动器。

2.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，在上述阀座的阀轴的轴方向，配置着上述滑块、导向阀和致动器，并且，备有借助上述致动器的旋转使导向阀脱离平衡孔的导向阀动作机构和使上述滑块旋转的滑块旋转机构。

3.如权利要求2所述的切换阀，其特征在于，上述导向阀动作机构和滑块旋转机构，一体地设在凸轮上。

4.如权利要求3所述的切换阀，其特征在于，上述凸轮作为上述导向阀动作机构和滑块旋转机构，备有与上述致动器接合的接合部、使导向阀脱离平衡孔的隆起部和使滑块旋转驱动的腕部。

5.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，上述阀轴偏离阀座中心地设置，上述若干个通孔设在以阀轴为中心的圆周上。

6.如权利要求5所述的切换阀，其特征在于，上述形成流体流路的通孔设有3个，两侧的通孔距中央通孔的距离大致相同。

7.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，上述阀座在其一端面侧外周部设有环形突部。

8.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，上述若干个流路管，其中至少一个流路管形成为不同于其它流路管的长度。

9.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，上述滑块具有气体通路，该气体通路由在阀座的滑接面上开口并连通2个流体流路的圆弧状凹部构成，在滑接面的相反侧，作为上述导向阀动作机构和滑块旋转机构，具有凸轮的滑接面和导向阀的相接面，上述凸轮备有与致动器接合的接合部、使导向阀脱离平衡孔的隆起部和使滑块旋转驱动的腕部。

10.如权利要求9所述的切换阀，其特征在于，上述滑块具有滑动止挡部，该滑动止挡部在流体流路的切换动作时，与上述凸轮的脚部接合，并且与挡杆相接，限制滑块的旋转。

11.如权利要求9所述的切换阀，其特征在于，形成在上述滑块上的平衡孔，形成在气体通路的约中央部。

12.如权利要求9所述的切换阀，其特征在于，上述导向阀具有开闭上述平衡孔的开闭部、承受凸轮作用的作用承受部和安装到阀座上的安装部。

13.如权利要求12所述的切换阀，其特征在于，上述导向阀形成为环形，被弹性部件朝滑块侧推压，并且，可自由移动地与阀座的挡杆接合。

14.如权利要求13所述的切换阀，其特征在于，上述弹性部件由非磁性材料形成，与上述阀座的挡杆接合，同时夹在导向阀与致动器之间。

15.如权利要求1所述的切换阀，其特征在于，上述致动器具有外轭铁组装体和安装在该外轭铁组装体内的电磁铁，该外轭铁组装体具有以阀座的阀轴为中心旋转的永久磁铁；通过向上述电磁铁供电而诱发电磁力，通过切换其磁极而使外轭铁组装体正反转。

16.如权利要求15所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体具有上述挡杆的退避部。

17.如权利要求15所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体具有由磁性材料构成的、复盖上述永久磁铁外面的轭铁和由非磁性材料构成的、承受永久磁铁的承受部。

18.如权利要求17所述的切换阀，其特征在于，上述承受部，设有供上述挡杆贯通的退槽。

19.如权利要求15所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体，由轴向支撑阀座阀轴的轴承部、承受永久磁铁的承受部和复盖上述永久磁铁外面的轭铁构成，上述轴承部和承受部由合成树脂形成，并且，与上述轭铁一体地模制成形。

20.如权利要求15所述的切换阀，其特征在于，上述永久磁铁沿旋转方向分割成二部分，其N极和S极沿旋转方向交替配设。

21.如权利要求20所述的切换阀，其特征在于，上述承受部具有突起，该突起使上述分割成二部分的永久磁铁的端部彼此隔开间隙。

22.如权利要求20所述的切换阀，其特征在于，上述分割成二部分的永久磁铁，其相对置的两侧端部的厚度比中央部的厚度薄。

23.如权利要求20所述的切换阀，其特征在于，上述外轭铁组装体上，备有限制上述永久磁铁向内径侧倒入的防倒入限制部件和限制永久磁铁从外轭铁组装体脱出的止脱部件。

24.如权利要求20所述的切换阀，其特征在于，上述防倒入部件和止脱部件，由非磁性材料成形。

25.如权利要求23所述的切换阀，其特征在于，上述防倒入部件和止脱部件，是一体成形的。

26.如权利要求15所述的切换阀，其特征在于，构成上述致动器的电磁铁，备有卷绕线圈的卷筒、嵌插在该卷筒内径部的磁性材料构成的芯轴和分别安装在上述卷筒两端面的由磁性材料构成的L字形断面的内轭铁。

27.如权利要求26所述的切换阀，其特征在于，在上述卷筒和一方的上述内轭铁之间，夹有弹性部件。

28.如权利要求26所述的切换阀，其特征在于，上述卷筒和上述各内轭铁，备有限制旋转方向转动的机构和定位机构。

29.如权利要求26所述的切换阀，其特征在于，上述一方的内轭铁，备有供上述挡杆插入的插入部，由挡杆定位，同时旋转方向的运动被限制。

30.如权利要求26所述的切换阀，其特征在于，上述芯轴的轴方向长度大于卷筒的轴方向长度，芯轴的两端部与各内轭铁接触。

31.流体压缩机，在箱体内备有压缩机构部，其特征在于，在箱体内收容着权利要求1记载的切换阀。

32.如权利要求31所述的流体压缩机，其特征在于，上述切换阀的阀座由钢材形成，在一端面侧有台阶部或锥形部，用电阻焊接方式固着在箱体内。

33.如权利要求32所述的流体压缩机，其特征在于，上述切换阀的阀座，使若干个流体流路位于箱体中心侧地固定着。

34.热泵式制冷循环系统，其特征在于，备有权利要求31记载的流体压缩机、与收容在上述流体压缩机内的上述切换阀连接的室内热交换器、及室外热交换器和设在这些室内热交换器与室外热交换器之间的节流装置。

35.如权利要求34所述的热泵式制冷循环系统，其特征在于，仅在流体流路切换时，向上述切换阀的致动器通电。

36.如权利要求35所述的热泵式制冷循环系统，其特征在于，备有执行第1步骤和第2步骤的控制机构，上述第1步骤是向上述切换阀的致动器通电，使上述导向阀脱离上述平衡孔，将平衡孔开放；上述第2步骤是经过了预定时间后，再次向致动器通电，使上述滑块转动，切换流体流路。

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