JP2001173812A - 流路切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路切換弁において、主弁体を移動させる際
の回転トルクを大きくし、切り換え誤作動がなく、高圧
側と低圧側の差圧が大きい時でも、確実に切り換え作動
が可能とする。 【解決手段】 流路切換弁５−１の空間Ｒ１を二方パイ
ロット弁６−１のｅポート１０５ｅに接続する。圧縮機
の吸入口（低圧側）に接続されるＳ継手管１０Ｓを二方
パイロット弁６−１のＳポート１０５ｓに接続する。中
心軸１５で主弁体１２を回動自在に軸支する。中心軸１
５の周囲に案内溝を形成する。主弁体１２のボール１２
ｃを案内溝に倣って移動して主弁体１２を昇降および回
転可能とする。二方パイロット弁６−１で空間Ｒ１を低
圧にし、圧縮機の吐出口（高圧側）に接続されるＤ継手
管１０Ｄからの高圧冷媒により主弁体１２を上昇させる
とともに、回転させ、９０°回転したところで主弁座１
４に着座させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルにお
ける冷媒の還流方向を切り換える流路切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ヒートポンプ式冷凍サイクルにお
いては、冷却モード運転時に冷媒が圧縮機、熱源側熱交
換器、絞り装置、及び利用側熱交換器を経由して圧縮機
に環流し、加温モード運転時に冷媒が圧縮機、利用側熱
交換器、絞り装置、及び熱源側熱交換器を経由して圧縮
機に環流するように、冷凍サイクルにおける冷媒の環流
方向を逆転させている。このような、ヒートポンプ式冷
凍サイクルにおける冷媒の環流経路を逆転させるのに用
いる流路切換弁としていわゆる四方弁がある。

【０００３】このような四方弁として、実開平３−１１
４６８１号公報、特開平１１−１５３２５２号公報、特
許２８１６２６０号公報、特開平１１−１３９１９号公
報に開示されたものがある。これらの四方弁は、圧縮機
からの冷媒を導入する導入口、圧縮機に冷媒を送る導出
口、および熱源側熱交換器に通じる通口、利用側熱交換
器に通じる通口を、円形の弁座に設け、２つの連絡溝が
形成された弁体をこの連絡溝を弁座側にして摺動可能に
配設し、この弁体を回動させることで流路を切り換える
ものである。

【０００４】（従来技術−１）実開平３−１１４６８１
号公報の四方弁は、弁体を回動させるために電磁石を用
いて駆動するタイプのものである。

【０００５】（従来技術−２）特開平１１−１５３２５
２号公報の四方弁は、電磁コイルの通電により弁体の上
下の圧力差をなくしてから、弁体の外周部に対向的に配
置した磁極板の磁極を切り換えることによって、１つの
電磁コイルで電磁弁の作動と弁体の回動を行っている。

【０００６】（従来技術−３）特許第２８１６２６０号
公報の四方弁は、弁体をステッピングモータにより直接
切り換えるものである。

【０００７】（従来技術−４）特開平１１−１３９１９
号公報の四方弁は、弁本体のハウジングの外部の直流モ
ータが磁気継手によって、四方弁本体内のプラネタリ歯
車を駆動し、主弁を切り換える構成となっている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】実開平３−１１４６８
１号公報の四方弁によれば、弁体の回転トルクが小さい
ため、四方弁の弁体上方の圧力と下方の圧力差が小さく
ならないと弁体を作動させることができないという問題
点があった。また、特開平１１−１５３２５２号公報の
四方弁にあっては、弁体上下の圧力差をなくしてしまう
ために、いざ回動させようとすると弁体の回転トルクが
小さいため、切り換え誤作動が発生するという問題点が
あった。また、特許第２８１６２６０号公報の四方弁に
よれば、差圧が小さくないと作動しないので、実開平３
−１１４６８１号公報のものと同様な問題点がある。さ
らに、特開平１１−１３９１９号公報の四方弁にあって
は、差圧が大きい時はモータが空転するので、結局、実
開平３−１１４６８１号公報と同様な問題点がある。本
発明は、流路切換弁（四方弁）の主弁体を移動させる際
の回転トルクを大きくし、切り換え誤作動のない流路切
換弁を提供するとともに、高圧側と低圧側の差圧が大き
い時であっても、確実に切り換え作動が可能である流路
切換弁を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の流路
切換弁は、流体の還流方向を切り換える流路切換弁であ
って、筒状に形成された弁本体と、複数の通孔が穿設さ
れた主弁座と、弁本体内を区画するように形成され、か
つ該区画される空間の差圧力により前記主弁座から離間
するように移動するとともに該主弁座に着座し、前記主
弁座の通孔に接続された流路を流れる流体の還流方向を
切り換える主弁体と、前記主弁体の前記主弁座からの離
間と着座の間の移動動作により、該主弁体の該主弁座に
対する回転位置を切り換える移動方向変換手段と、前記
主弁体により区画された弁本体内の前記空間の圧力を調
節する圧力調節手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１０】本発明の請求項２の流路切換弁は、請求項
１の構成を備え、前記移動方向変換手段は、前記主弁体
を前記主弁座から離間する方向を軸とする螺旋状の回転
上昇または回転下降により、該主弁体の回転位置を切り
換えることを特徴とする。

【００１１】本発明の請求項３の流路切換弁は、流体の
還流方向を切り換える流路切換弁であって、筒状に形成
された弁本体と、複数の通孔が穿設された主弁座と、弁
本体内を区画するように形成され、かつ該区画される空
間の差圧力により前記主弁座から離間および接近するよ
うに移動する移動部材と、前記主弁座近傍に位置し、前
記主弁座の通孔に接続された流路を流れる流体の還流方
向を切り換える主弁体と、前記移動部材の前記主弁座か
らの離間と接近の間の移動動作により、前記主弁体の該
主弁座に対する回転位置を切り換える移動方向変換手段
と、前記移動部材により区画された弁本体内の前記空間
の圧力を調節する圧力調節手段と、を備えたことを特徴
とする。

【００１２】本発明の請求項４の流路切換弁は、請求項
３の構成を備え、前記移動方向変換手段は、前記移動部
材に設けられたネジピッチの大きな案内溝と、該案内溝
に倣って回動するとともに前記主弁体に係合するコマ
と、該主弁体と該コマとの係合／非係合を該コマの回転
方向に応じて選択的に切り換える回転方向規制手段と、
を備えたことを特徴とする。

【００１３】本発明の請求項５の流路切換弁は、請求項
１、２、３、または４の構成を備え、前記主弁座には、
前記通孔が前記主弁体の回転方向の９０°離間した位置
に４つ形成され、前記主弁体には、前記４つの通孔の任
意の隣接する２つの通孔を連通可能な連通溝が２つ形成
されるとともに、該２つの連通溝の少なくとも前記通孔
を連通する部分が前記回転方向の１８０°回転に対する
対称性を有し、前記主弁体を、同一方向へ継続回転する
ことで前記還流方向を切換可能としたことを特徴とす
る。

【００１４】本発明の請求項６の流路切換弁は、請求項
１、２、３、４または５の構成を備え、前記圧力調節手
段は、前記弁本体内で区画される高圧側の空間と他方の
空間との内の他方の空間を低圧側に連通するパイロット
弁であることを特徴とする。

【００１５】本発明の請求項７の流路切換弁は、請求項
６の構成を備え、前記移動方向変換手段は、前記高圧側
の空間と前記低圧側に連通された他方の空間との差圧の
力により、前記主弁体を回転させ、該差圧の力がなくな
ることにより該主弁体を前記主弁座に着座させることを
特徴とする。

【００１６】本発明の請求項１の流路切換弁によれば、
圧力調節手段が、主弁体により区画された空間の内例え
ば主弁座とは反対側の空間の圧力を、主弁座側の空間よ
り低圧に調節すると、主弁体が主弁座から離間するよう
に浮き上がり、移動方向変換手段により、回転移動す
る。次に、前記圧力調節手段により主弁座とは反対側の
空間の圧力を高圧に調節すると主弁体が主弁座側に下が
り、移動方向変換手段により主弁体は主弁座に着座し、
流体の還流方向が切り換わる。

【００１７】本発明の請求項２の流路切換弁によれば、
請求項１と同様な作用をするとともに、主弁体は、螺旋
状の回転上昇または回転下降により、主弁体の回転位置
に切り換えられる。

【００１８】本発明の請求項３の流路切換弁によれば、
圧力調節手段が、移動部材により区画された空間の内例
えば主弁座とは反対側の空間の圧力を、主弁座側の空間
より低圧に調節すると、移動部材が主弁体から離間する
ように浮き上がり、移動方向変換手段により、主弁体が
回転移動する。次に、前記圧力調節手段により主弁座と
は反対側の空間の圧力を高圧に調節すると移動部材が主
弁座側に下がり、移動方向変換手段により主弁体は主弁
座に着座し、流体の還流方向が切り換わる。

【００１９】本発明の請求項４の流路切換弁によれば、
請求項３と同様な作用をするとともに、移動部材の例え
ば上昇によりネジピッチの大きな案内溝が上昇し、この
案内溝に倣ってコマが回転し、このコマに係合する主弁
体が回動する。移動部材が下降するときはコマと主弁体
が非係合となり、主弁体はその場で着座する。

【００２０】本発明の請求項５の流路切換弁によれば、
請求項１、２、３、または４と同様な作用をするととも
に、主弁体が９０°づつ同一方向に回転する毎に還流方
向が切り換えられる。

【００２１】本発明の請求項６の流路切換弁によれば、
請求項１、２、３、４または５と同様な作用をするとと
もに、パイロット弁により弁本体内で区画される高圧側
の空間と他方の空間との間に差圧が生じ、この差圧によ
って主弁体が移動する。

【００２２】本発明の請求項７の流路切換弁によれば、
請求項６と同様な作用をするとともに、高圧側の空間と
低圧側に連通された他方の空間との差圧の力により、主
弁体が回転し、差圧の力がなくなることにより主弁体が
主弁座に着座する。

【００２３】

【発明の実施の形態】次に、本発明による流路切換弁の
実施形態を図面を参照して説明する。

【００２４】（冷凍サイクル）図１８は本発明の実施形
態に係るヒートポンプ式エアコン等の冷凍サイクルの概
略を示す図である。図中１は圧縮機、２Ａは室内ユニッ
トに搭載された室内熱交換器（利用側熱交換器）、２Ｂ
は室外ユニットに搭載された室外熱交換器（熱源側熱交
換器）、３は絞り装置、４はアキュムレータ、５は後述
説明する各実施形態の流路切換弁である。

【００２５】圧縮機１の吐出口は流路切換弁５に接続さ
れ、圧縮機１の吸入口はアキュムレータ４を介して流路
切換弁５に接続されている。また、流路切換弁５は熱交
換器用導管を介して室内熱交換器２Ａと室外熱交換器２
Ｂとに接続され、絞り装置３は室内熱交換器２Ａと室外
熱交換器２Ｂとの間に介設されている。これにより、圧
縮機１、流路切換弁５、室内熱交換器２Ａ、絞り装置
３、室外熱交換器２Ｂ、およびアキュムレータ４は冷凍
サイクルを構成している。

【００２６】なお、以下の説明では、流路切換弁５にお
いて、圧縮機１の吐出口（高圧側）に接続される導管
（圧縮機１側から見た吐出管）を「Ｄ継手管１０Ｄ」、
アキュムレータ４（低圧側）に接続される導管（圧縮機
１側から見た吸入管）を「Ｓ継手管１０Ｓ」、室内熱交
換器２Ａに接続される導管を「Ｅ継手管１０Ｅ」、室外
熱交換器２Ｂに接続される導管を「Ｃ継手管１０Ｃ」と
する。

【００２７】流路切換弁５のＳ継手管１０Ｓは後述のパ
イロット二方弁６に接続され、このパイロット二方弁６
は流路切換弁５に接続されている。なお、図１８ではパ
イロット二方弁６と流路切換弁５とが分離して図示され
ているが、これは後述の第１実施形態に対応しており、
第２および第３実施形態ではパイロット二方弁６は流路
切換弁５に一体的に設けられている。そして、マイクロ
コンピュータや各種駆動回路等から構成され制御部Ｃに
より、パイロット二方弁６の電磁コイルの通電が制御さ
れ、流路切換弁５の流路が切り換えられる。

【００２８】これにより、暖房運転モード時には、図１
８に実線の矢印で示したように、圧縮された冷媒は流路
切換弁５から室内熱交換器２Ａに流入され、この室内熱
交換器９Ａは凝縮器として機能し、室内熱交換器２Ａか
ら流出された冷媒液は絞り装置３を介して室外熱交換器
２Ｂに流入され、この室外熱交換器２Ｂは蒸発器として
機能する。そして、室外熱交換器２Ｂで蒸発された冷媒
は流路切換弁５およびアキュムレータ４を介して圧縮機
１に流入される。

【００２９】また、冷房運転モード時には、図１８に破
線の矢印で示したように、圧縮機１で圧縮された冷媒は
流路切換弁５から室外熱交換器２Ｂ、絞り装置３、室内
熱交換器２Ａ、流路切換弁５、アキュムレータ４、そし
て、圧縮機１の順に循環され、室外熱交換器２Ｂが凝縮
器として機能し、室内熱交換器２Ａが蒸発器として機能
する。

【００３０】なお、制御部Ｃは、圧力センサＰｃ、Ｐｃ
´により室内熱交換器２Ａおよび室外熱交換器２Ｂの圧
力を検出して、流路切換弁５の切換位置を検出し、運転
モードに応じて流路切換弁５の切換制御を行う。また、
制御部Ｃは、圧縮機１の運転能力、室内熱交換器２Ａの
熱交換能力、室外熱交換器２Ｂの熱交換能力をそれぞれ
制御する。

【００３１】次に、流路切換弁５の各実施形態について
説明する。なお、図１８の流路切換弁５およびパイロッ
ト二方弁６は以下の各実施形態に対応するものである
が、この流路切換弁５およびパイロット二方弁６を以下
の各実施形態の説明で区別するために、符号５、６の後
にハイフンと実施形態の番号を付加して説明する。

【００３２】第１実施形態 図１は本発明の第１実施形態に係る流路切換弁５−１お
よびパイロット二方弁６−１の断面図、図２は流路切換
弁５−１の主弁体１２が上昇した状態を示す断面図であ
る。なお、図１、図２および以下の図面においては、図
を解りやすくするために断面を示す斜線（ハッチング）
を適宜省略してある。この流路切換弁５−１は、円筒状
の弁ハウジング１１、略円柱状の主弁体１２、弁ハウジ
ング１１の上部を蓋するハウジング上蓋１３、弁ハウジ
ング１１の下部に取り付けられた主弁座１４、主弁座１
４の中央に立設された中心軸１５、前記図１８について
説明したＤ継手管１０Ｄ、Ｓ継手管１０Ｓ、Ｅ継手管１
０ＥおよびＣ継手管１０Ｃを主な部品として構成されて
いる。なお、この図１および図２はＣ継手管１０Ｃ側か
ら見た断面図であり、図１、図２ではＣ継手管１０Ｃは
現れていない。

【００３３】主弁体１２は弁ハウジング１１内に収容さ
れ、弁ハウジング１１とハウジング上蓋１３の間はパッ
キン１１ａを介して封止され、弁ハウジング１１と主弁
座１４の間はパッキン１１ｂを介して封止されている。
主弁体１２は、主弁１２Ａの中央の透孔１２ａによって
中心軸１５に軸支され、これにより、主弁体１２は弁ハ
ウジング１１の内部で中心軸１５を軸として回転可能
に、また、回転軸方向（図１の縦方向）に移動可能にな
っている。さらに、ハウジング上蓋１３と主弁体１２と
の間には、中心軸１５に填められた主弁体用ばね１６が
配設されており、この主弁体用ばね１６により、主弁体
１２はハウジング上蓋１３から離間されるように付勢さ
れている。なお、主弁体１２の上部外周には、ハウジン
グ１１の内周面との間をシールするピストンリング１２
ｂが設けられている。

【００３４】図４は主弁体１２と中心軸１５の拡大断面
図およびその一部平断面図であり、図４(B) は図４(A)
のＣ−Ｃ矢視断面図である。なお、同図は主弁体１２が
上昇した状態を示している。中心軸１５の主弁体１２が
摺動する部分は溝付ロッド１５Ｒとされている。また、
主弁１２Ａの透孔１２ａ内の回転軸回りの９０°離間し
た位置には４つのボール１２ｃが取り付けられており、
このボール１２ｃは溝付ロッド１５Ｒの案内溝１５ａ内
に配置されている。なお、ボール１２ｃは主弁１２Ａの
上端に固定された保持器１２ｄにより取り付けられてお
り、このボール１２ｃは、主弁１２Ａおよび保持器１２
ｄに対して主弁体１２の回転方向と上下方向については
固定されているが、ボール１２ｃ自体は回転可能になっ
ている。

【００３５】図５は溝付ロッド１５Ｒの外周側面の展開
図であり、案内溝１５ａは、中心軸１５の周方向に９０
゜ずつ離間した位置に、下方（主弁座１４側）に窪んだ
縦溝１５ｂを有している。また、各縦溝１５ｂ間の上部
には周方向に９０°ずつ離間した位置に、上方に窪んだ
ストッパ部１５ｃを有している。ここで、縦溝１５ｂの
位置を「０°、９０°、１８０°、２７０°、３６０°
（＝０°）」（すなわちストッパ部１５ｃの位置を「４
５°、１３５°、２２５°、３１５°」）とし、０°→
９０°→１８０°→２７０°→３６０°（＝０°）の方
向を「回転方向」と呼ぶ。隣接するストッパ部１５ｃ、
１５ｃ同士は、回転方向に向かって上方に傾斜する第１
案内斜面１５ｄで連結されている。また、隣接する縦溝
１５ｂ、１５ｂの上端同士は、回転方向に向かって下方
に傾斜する第２案内斜面１５ｅで連結されている。

【００３６】以上の構成により、主弁体１２が主弁座１
４に着座している状態ではボール１２ｃは縦溝１５ｂ内
に有り、主弁体１２は、中心軸１５に対して上下動をす
ることにより回転方向に９０°ずつ回転する。すなわ
ち、図６に示したように、各ボール１２ｃは縦溝１５ｂ
内の（ａ）の位置にあり、主弁体１２が上方に移動する
とボール１２ｃが縦溝１５ｂから外れて（ｂ）の位置で
第１案内斜面１５ｄに当接し、さらに上方に移動する力
により、ボール１２ｃは第１案内斜面１５ｄからの抗力
を受けるのでその回転方向成分によりボール１２ｃは第
１案内斜面１５ｄに案内されてストッパ部１５ｃの
（ｃ）の位置に到達する。これにより主弁体１２は上方
への移動が阻止されて主弁体１２は上死点位置となる。
この間に主弁体１２は４５°回転される。

【００３７】次に、主弁体１２が下方に移動すると、ボ
ール１２ｃはストッパ部１５ｃから第２案内斜面１５ｅ
の（ｄ）の位置に到り、さらに下方に移動する力によ
り、ボール１２ｃは第２案内斜面１５ｅに案内されて縦
溝１５ｂの（ｅ）の位置に到達する。これにより主弁体
１２は主弁座１４上に着座する。この間に主弁体１２は
さらに４５°回転され、１回の上下動により９０°回転
する。このようにして、主弁体１２は、回転角度０°、
９０°、１８０°、２７０°の４箇所の回転位置におい
て主弁座１４に着座する。なお、回転角度０°および１
８０°の回転位置を第１の回転位置、回転角度９０°お
よび２７０°の回転位置を第２の回転位置とする。

【００３８】図３は主弁体１２の回転位置の変化を説明
する平断面図およびその縦断面図であり、図３(A) 、図
３(B) は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３(C) は図２のＢ
−Ｂ矢視断面図である。また、図３(D) は図３(C) のＤ
−Ｄ矢視断面図、図３(E) は図３(C) のＥ−Ｅ矢視断面
図である。なお、図３(A) ，(B) ，(C) はそれぞれ０
°，９０°，４５°の回転位置に対応しているが、回転
位置が１８０°，２７０°，２２５°の場合も同様な図
になるので、１８０°，２７０°，２２５°の回転位置
については括弧付きの符号で示してある。

【００３９】図３に示したように、主弁座１４には、Ｅ
継手管１０Ｅが接続される第１切換ポート２０ｅ（図
１、図２では中心軸１５の陰になって見えない）と、Ｃ
継手管１０Ｃが接続される第２切換ポート２０ｃ（図
１、図２では中心軸１５の手前にあり断面では見えな
い）とが、主弁座１４の中心を挟んで対向する位置に各
々貫設されている。さらに、これら第１および第２の切
換ポート２０ｅ、２０ｃから主弁座１４の周方向に９０
°ずつ位相をずらした箇所に、Ｓ継手管１０Ｓが接続さ
れる低圧側ポート２０ｓ、Ｄ継手管１０Ｄが接続される
高圧側ポート２０ｄが各々貫設されている。

【００４０】主弁１２Ａの主弁座１４側の端面には、略
半円弧状の２つの連絡溝１２ｅ、１２ｆが各々独立して
形成されており、主弁体１２の第１の回転位置０°（ま
たは１８０°）においては、図３(A) に示すように、連
絡溝１２ｅ（または１２ｆ）により高圧側ポート２０ｄ
と第１切換ポート２０ｅとが連通接続されるとともに、
連絡溝１２ｆ（または１２ｅ）により低圧側ポート２０
ｓと第２切換ポート２０ｃとが連通接続される。これに
より、前記暖房運転モード時の循環経路が形成される。

【００４１】一方、主弁体１２の第２の回転位置９０°
（または２７０°）においては、図３(B) に示すよう
に、連絡溝１２ｅ（または１２ｆ）により高圧側ポート
２０ｄと第２切換ポート２０ｃとが連通接続されるとと
もに、連絡溝１２ｆ（または１２ｅ）により低圧側ポー
ト２０ｓと第１切換ポート２０ｅとが連通接続される。
これにより、前記冷房運転モード時の循環経路が形成さ
れる。

【００４２】なお、図３に示したように、主弁１２Ａの
連絡溝１２ｅと１２ｆの間には仕切板１２ｇが内蔵され
ており、仕切板１２ｇは仕切板用ばね１２ｈ（図３(D)
，(E) ）によって主弁座１４側に付勢されている。こ
れにより、主弁体１２が主弁座１４に着座（あるいは当
接）しているときは、仕切板用ばね１２ｈの付勢力によ
って、仕切板１２ｇは主弁体１２と同様に主弁座１４に
当接しているが、主弁体１２が主弁座１４から持ち上が
ったときも、仕切板用ばね１２ｈが伸びて仕切板１２ｇ
は主弁座１４に当接したままとなる。これにより、主弁
体１２が持ち上がったときでも、主弁１２Ａの２つの連
絡溝１２ｅ、１２ｆの間は互いに仕切られている。な
お、仕切板用ばね１２ｈの弾性力は主弁体用ばね１６の
弾性力に比べて無視できる程度であり、この仕切板ぱね
１２ｈによる主弁体１２の上下動に対する影響は無視で
きる。

【００４３】また、主弁座１４と中心軸１５との回転方
向の相対位置関係は、第１切換ポート２０ｅ、第２切換
ポート２０ｃ、低圧側ポート２０ｓ、および高圧側ポー
ト２０ｄと案内溝１５ａの縦溝１５ｂ等との位置関係を
規定するので重要であるが、図４に示したように、中心
軸１５と主弁座１４の当接箇所に配置された回転位置決
め用ボール１４ａにより、組み立て時に位置決めがなさ
れる。

【００４４】図１に示すように、ハウジング上蓋１３の
中央には、パイロット二方弁６−１のＥポート１０５ｅ
に接続される管路３０ｅが貫設され、Ｓ継手管１０Ｓに
は、パイロット二方弁６−１のＳポート１０５ｓに接続
される管路３０ｓが貫設されている。

【００４５】パイロット二方弁６−１は、プランジャチ
ューブ１０１の上端部に吸引子１０２を取り付けるとと
もに、プランジャチューブ１０１の周囲に電磁コイル１
０３を配置し、プランジャチューブ１０１内にプランジ
ャ１０４を収容し、さらに、プランジャチューブ１０１
の下端部に弁座部１０５を取り付けた構造になってい
る。プランジャ１０４の上端にはプランジャ用ばね１０
６が収容され、このプランジャ用ばね１０６によってプ
ランジャ１０４は弁座部１０５側に付勢されている。こ
れにより、プランジャ１０４の下端部に取り付けられた
ボール１０４ａが弁座部１０５の弁座１０５ａに圧接さ
れる。

【００４６】また、弁座部１０５は、弁座１０５ａの周
辺に隙間１０５ｂを有するとともに弁座１０５ａの中央
に縦穴１０５ｃが形成されている。そして、隙間１０５
ｂは、管路３０ｅが接続されたＥポート１０５ｅに連通
され、縦穴１０５ｃは、管路３０ｓが接続されたＳポー
ト１０５ｓに連通されている。

【００４７】以上の構成により、電磁コイル１０３に通
電がなされていないときは、プランジャ用ばね１０６の
付勢力によりプランジャ１０４の下端のボール１０４ａ
が弁座１０５ａに着座した状態、すなわちパイロット弁
が閉止の状態となり、Ｅポート１０５ｅとＳポート１０
５ｓは連通されない。

【００４８】一方、電磁コイル１０３に通電がなされる
と、プランジャ１０４はプランジャ用ばね１０６の付勢
力に抗して吸引子１０２に吸引され、プランジャ１０４
の下端のボール１０４ａと弁座１０５ａとの間に隙間が
形成され、すなわちパイロット弁が連通の状態となって
Ｅポート１０５ｅとＳポート１０５ｓが連通される。こ
れにより、流路切換弁５−１において、弁ハウジング１
１、ハウジング上蓋１３、および主弁体１２で囲まれた
空間Ｒ１が、低圧側に接続されたＳ継手管１０Ｓと連通
する。

【００４９】次に、上記第１実施形態の流路切換弁５−
１の動作について説明する。

【００５０】（停止状態）先ず、圧縮機１が停止してい
る状態では、図１に示すように主弁体１２は主弁体用ば
ね１６の付勢力により主弁座１４に当接されている。こ
のとき中心軸１５の溝付ロッド１５Ｒの回転角は０°
（または１８０°）であり、主弁体１２と主弁座１４は
暖房運転モード時の位置にある。

【００５１】（停止状態→暖房始動）パイロット二方弁
６−１を閉止の状態とする。圧縮機１の運転を開始する
と、Ｄ継手管１０Ｄから高圧側ポート２０ｄを介して主
弁１２Ａの連絡溝１２ｅ内に高圧冷媒が供給される。こ
こで、主弁１２Ａと主弁座１４との接触部分には僅かな
高圧冷媒が通過するような細い溝が形成されており、こ
の連絡溝１２ｅ内の高圧冷媒は、主弁１２Ａと中心軸１
５との隙間あるいは主弁１２Ａと弁ハウジング１１との
隙間から僅かではあるが、空間Ｒ１内に流入する。パイ
ロット二方弁６−１は閉止の状態であるので、空間Ｒ１
内は高圧になり、主弁体用ばね１６の付勢力と合わせた
力で主弁体１２を主弁座１４に着座させることとなる。
このようにして冷凍サイクルは暖房運転モードとなる。

【００５２】（停止状態→冷房始動）パイロット二方弁
６−１は連通の状態とする。圧縮機１の運転を開始する
と、Ｄ継手管１０Ｄから高圧側ポート２０ｄを介して主
弁体１２の連絡溝１２ｅ内に高圧冷媒が供給され、この
高圧冷媒は前記同様に僅かではあるが空間Ｒ１内に流入
する。しかし、パイロット二方弁６−１は連通の状態
で、空間Ｒ１は低圧側のＳ継手管１０Ｓに連通されてい
るので、空間Ｒ１内は低圧となる。これにより、主弁体
１２は主弁体用ばね１６の付勢力に抗して浮き上がり、
主弁体１２のボール１２ｃは前記図６の（ａ）→（ｂ）
→（ｃ）のように移動してストッパ部１５ｃの位置にな
り、図２、図３(C) に示したように４５°回転した上死
点の位置になる。

【００５３】ここで、パイロット二方弁６−１を閉止の
状態とする。これにより、連絡溝１２ｅ内の高圧冷媒が
前記同様に僅かではあるが空間Ｒ１内に流入するので、
空間Ｒ１内が高圧になり、主弁体用ばね１６の付勢力と
合わせた力で主弁体１２を主弁座１４に向かって移動さ
せる。このとき、主弁体１２のボール１２ｃは前記図６
の（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）のように移動して、主弁体１
２は９０°回転した位置で主弁座１４に着座する。これ
により冷凍サイクルは冷房運転モードとなる。

【００５４】なお、暖房運転モードおよび冷房運転モー
ドのいずれのモードでも、運転中はパイロット二方弁６
−１は閉止の状態としている。したがって、パイロット
二方弁６−１を連通の状態とし、その後、閉止の状態と
することにより、圧縮機１を運転した状態で運転中に運
転モードを切り換えることができる。

【００５５】また、第１実施形態では、圧縮機１による
冷媒流とパイロット二方弁６−１の連通／閉止とによっ
て生じる差圧力と、ハウジング上蓋１３と主弁体１２と
の間に介設した主弁体用ばね１６の付勢力とを用いて、
主弁体１２を主弁座１４に対して接近／離間する方向に
移動させるとともに、この主弁体１２の複数のボール１
２ｃを溝付ロッド１５Ｒに倣って移動させることによ
り、主弁体１２を主弁座１４に対して回転させて、主弁
体１２を第１の回転位置（暖房）と第２の回転位置（冷
房）との間で移動させる構成としている。

【００５６】したがって、主弁体を直接駆動する電磁ソ
レノイド等を用いずに、冷凍サイクルの流路を切り換え
ることができるとともに、その切換え状態を維持させる
ことができる。

【００５７】なお、上述した第１実施形態の流路切換弁
５−１は、主弁体１２の中心部を窄孔し、溝付ロッド１
５Ｒを備えて中心軸１５を設けて主弁体１２を回転移動
させる構成としたが、図示は省略するが、弁ハウジング
１１の内周面に案内溝を設け、主弁体１２の外周面にボ
ールなどを設けて、このボールを案内溝に倣って移動さ
せることにより、主弁体１２を回転移動させるように構
成してもよいことは言うまでもない。

【００５８】第２実施形態 図７は本発明の第２実施形態に係る流路切換弁５−２お
よびパイロット二方弁６−２の断面図、図８は流路切換
弁５−２の移動部材としてのピストン２５が上昇した状
態を示す断面図である。この第２実施形態では流路切換
弁５−２とパイロット二方弁６−２とが一体的に組み付
けられている。流路切換弁５−２は、円筒状の弁ハウジ
ング２１と、略円柱状の主弁体２２、弁ハウジング２１
の上部に取り付けられた円筒状のシリンダ容器２３、弁
ハウジング２１の下部に取り付けられた主弁座２４、シ
リンダ容器２３内に配設されたピストン２５、シリンダ
容器２３内の上端に配設されたストッパ２６、前記図１
８について説明したＤ継手管１０Ｄ、Ｓ継手管１０Ｓ、
Ｅ継手管１０ＥおよびＣ継手管１０Ｃを主な部品として
構成されている。なお、この図７および図８はＥ継手管
１０Ｅ側（第１実施例と反対側）から見た断面図であ
り、図７、図８ではＥ継手管１０Ｅは現れていない。

【００５９】弁ハウジング２１とシリンダ容器２３およ
び主弁座２４は溶接等により封止されている。シリンダ
容器２３の上部にはシリンダ本体部より径を小さくした
絞り部２３ａが形成されており、ストッパ２６は、ボス
部２６ａを絞り部２３ａ内に嵌合してシリンダ容器２３
の上部に固定されている。なお、絞り部２３ａ内には後
述のパイロット弁が構成されている。図９はストッパ２
６の下面図であり、ストッパ２６の中央には縦孔２６ｂ
が形成され、縦孔２６ｂの内周面の一箇所には縦孔２６
ｂの軸方向に沿って突条２６ｃが形成されている。ま
た、ストッパ２６には縦孔２６ｂの周囲に透孔２６ｄが
形成され、この透孔２６ｄは図７に破線で示したように
ピストン２５側からボス部２６ａ側に貫通している。

【００６０】ピストン２５は、円盤状の遮蔽部２５ａ、
遮蔽部２５ａの上部中央に形成された摺動軸２５ｂ、お
よび遮蔽部２５ａの下部に形成された溝付ロッド２５Ｒ
を有しており、遮蔽部２５ａによりシリンダ容器２３内
にストッパ側の空間Ｒ１と主弁体２２側の空間Ｒ２とが
画成されている。摺動軸２５ｂの外周一箇所には、軸方
向に沿って長溝２５ｃ（図７参照）が形成されており、
摺動軸２５ｂは、ストッパ２６の縦孔２６ｂの突条２６
ｃを長溝２５ｃに嵌合させて縦孔２６ｂ内に挿入されて
いる。これにより、ピストン２５はシリンダ容器２３内
で上下方向に移動可能であるが、摺動軸２５ｂを軸とす
る回転は不能となっている。また、ピストン２５の遮蔽
部２５ａとストッパ２６との間にはピストン２５を主弁
体２２側に付勢するピストン用ばね２７が配設されてい
る。

【００６１】図７に示すように、Ｓ継手管１０Ｓには、
パイロット二方弁６−２のＳポート２０５ｓに接続され
る管路４０ｓが貫設されている。

【００６２】パイロット二方弁６−２は、プランジャチ
ューブ２０１の下端部に吸引子２０２を取り付けるとと
もに、プランジャチューブ２０１の周囲に電磁コイル２
０３を配置し、プランジャチューブ２０１内にプランジ
ャ２０４を収容し、吸引子２０２の下端を流路切換弁５
−２におけるシリンダ容器２３の絞り部２３ａの先端に
取り付けた構造になっている。また、プランジャ２０４
と吸引子２０２の間にはプランジャ用ばね２０６が収容
され、このプランジャ用ばね２０６によってプランジャ
２０４は吸引子２０２から離間する方向に付勢されてい
る。さらに絞り部２３ａ内には吸引子２０２側に弁座２
０５が取り付けられている。

【００６３】プランジャ２０４には下方に伸びるプラン
ジャロッド２０４ａが取り付けられ、このプランジャロ
ッド２０４ａは吸引子２０２と弁座２０５の中央の透孔
を介して、弁座２０５の下に配設されたボール２０７に
当接されている。そして、このボール２０７は、ストッ
パ２６のボス部２６ａの上部に収容されたボール用ばね
２０８によって弁座２０５およびプランジャロッド２０
４ａの下端に圧接されている。また、弁座２０５と吸引
子２０２の間には隙間２０５ａが形成され、この間隙２
０５ａは、管路４０ｓが接続されたＳポート２０５ｓに
連通されている。さらに、ボス部２６ａの上端と弁座２
０５との間の空間２０５ｂと、ストッパ２６の前記透孔
２６ｄとは、ボス部２６ａの側面に形成された連絡溝２
６ｅによって連通されている。

【００６４】以上の構成により、電磁コイル２０３に通
電がなされていないときは、プランジャ用ばね２０６の
付勢力とボール用ばね２０８によりプランジャ２０４が
吸引子２０２から離間し、ボール２０７が弁座２０５の
下面に着座した状態、すなわちパイロット弁が閉止の状
態となる。これにより、シリンダ容器２３内とＳポート
２０５ｓとは連通されない。

【００６５】一方、電磁コイル２０３に通電がなされる
と、プランジャ２０４はプランジャ用ばね２０６とボー
ル用ばね２０８の付勢力に抗して吸引子２０２に吸引さ
れ、プランジャロッド２０４ａの下端がボール２０７を
押し下げ、ボール２０７と弁座２０５との間に隙間が形
成される。すなわちパイロット弁が連通の状態となり、
図７に示した空間Ｒ１は、ストッパ２６の透孔２６ｄ、
連絡溝２６ｅ、空間２０５ｂ、間隙２０５ａ、Ｓポート
２０５ｓ、および管路４０ｓを介して低圧側のＳ継手管
１０Ｓに連通される。したがって、空間Ｒ１と空間Ｒ２
に差圧力が生じて、ピストン２５は上に移動する。

【００６６】ここで、Ｄ継手管１０Ｄから主弁体２２に
流入する高圧冷媒は、主弁体２２と主弁座２４との隙間
あるいは主弁体２２の透孔２２ａ等を通して、空間Ｒ２
に流入し、さらに、この空間Ｒ２の高圧冷媒は、ピスト
ン２５の遮蔽部２５ａの外周面とシリンダ容器２３の内
周面との僅かなクリアランスを介して空間Ｒ１側に徐々
に流入できるようになっている。

【００６７】したがって、前記のように電磁コイル２０
３への通電を断ってパイロット弁を閉止の状態とする
と、シリンダ容器２３内の空間Ｒ１（図８ではストッパ
２６の透孔２６ｄ内）の圧力が上昇し、空間Ｒ１と空間
Ｒ２の差圧力が減少し、この差圧力が減少するにしたが
ってピストン２５はピストン用ばね２７の付勢力により
下に移動する。

【００６８】このように、パイロット二方弁６−２の閉
止／連通の状態を切り換えることにより、ピストン２５
が上下動し、次に説明するように、主弁体２２が回転し
て流路が切り換えられる。

【００６９】主弁体２２の主弁２２Ａの周縁上端部は弁
ハウジング２１の上部の開口周縁部２１ａに近接してお
り、これにより、主弁体２２は上下方向への移動が、主
弁２２Ａと主弁座２４との間に僅かに隙間ができる程度
に規制されている。また、主弁体２２は、主弁２２Ａの
透孔２２ａによってピストン２５の溝付ロッド２５Ｒの
下端部２５ｈに軸支され、これにより、主弁体２２は弁
ハウジング２１の内部で溝付ロッド２５Ｒを軸として回
転可能になっている。

【００７０】さらに、主弁２２Ａの上面にはボス部２２
ｂが形成されており、このボス部２２ｂの内部にはコマ
２２ｃが配設され、このコマ２２ｃの内側にピストン２
５の溝付ロッド２５Ｒが挿入されている。コマ２２ｃの
内周面の１８０°離間する対向面にはピン２２ｄが取り
付けられており、このピン２２ｄは溝付ロッド２５Ｒの
案内溝２５ｄに係合されている。また、コマ２２ｃとピ
ストン２５の遮蔽部２５ａとの間にはコマ用ばね２２ｆ
が配設されており、このコマ用ばね２２ｆの付勢力によ
り、コマ２２ｃはボス部２２ｂの内部だけで上下動可能
となっている。

【００７１】図１０は溝付ロッド２５Ｒの外周側面の展
開図であり、案内溝２５ｄは、溝付ロッド２５Ｒの周方
向に１８０゜離間した位置に形成されている。両案内溝
２５ｄは、略０°と略１８０°の位置の縦溝２５ｅ、略
０°と９０°の間および略１８０°と２７０°の間の傾
斜溝２５ｆ、９０°と２７０°の位置の縦溝２５ｇとで
構成されている。なお、縦溝２５ｅは０°および１８０
°の位置から僅かにずれているがこの理由は後述する。

【００７２】以上の構成により、溝付ロッド２５Ｒが図
７のように主弁座２４に当接した下端位置にあるとき、
コマ２２ｃのピン２２ｄは略０°と略１８０°の位置の
縦溝２５ｅの位置にあり、図８のように溝付ロッド２５
Ｒが上方に移動すると、コマ２２ｃはボス部２２ｂの内
部だけでしか移動しないので、ピン２２ｄは、傾斜溝２
５ｆを通って９０°と２７０°の位置の縦溝２５ｇの位
置に移動する。これにより、コマ２２ｃは略９０°回転
する。また、溝付ロッド２５Ｒが図８の位置から下方に
移動すると、コマ２２ｃは逆方向に略９０°回転する。

【００７３】図１１は主弁体２２のボス部２２ｂの上方
から見た一部破砕平面図であり、図１１(A) は溝付ロッ
ド２５Ｒが上に移動するときの状態を示し、図１１(B)
は溝付ロッド２５Ｒが下に移動するときの状態を示して
いる。主弁２２Ａのボス部２２ｂ内には互いに１８０°
離間する位置にラッチピン２２ｇとラッチ用ばね２２ｈ
が配設されている。また、コマ２２ｃの外周面にはラッ
チ歯車２２ｅが形成されている。

【００７４】このラッチピン２２ｇ、ラッチ用ばね２２
ｈおよびラッチ歯車２２ｅは回転方向規制手段としての
ラチェット機構を構成しており、溝付ロッド２５Ｒが上
に移動するときは、図１１(A) に示したように、コマ２
２ｃの回転によりラッチピン２２ｇの先端がラッチ歯車
２２ｅに係合してコマ２２ｃの回転力がラッチピン２２
ｇを介して主弁体２２に伝達され、主弁体２２はコマ２
２ｃと共に９０°回転する。一方、溝付ロッド２５Ｒが
下に移動するときは、図１１(B) に示したように、コマ
２２ｃが回転してもラッチピン２２ｇはラッチ歯車２２
ｅを乗り越え、コマ２２ｃの回転力が主弁体２２に伝達
されず、主弁体２２は止まったままとなる。

【００７５】ここで、前掲の図１０に示したように、溝
付ロッド２５Ｒが下端位置にあるとき、コマ２２ｃのピ
ン２２ｄは０°および９０°の位置よりも僅かに前の位
置になるように設定され、溝付ロッド２５Ｒが上端位置
まで移動する１ストロークの間にコマ２２ｃは９０°よ
り僅かに大きく回転する。なお、この僅かに前の位置と
はラッチ歯車２２ｅのピッチ（角度）より小さな角度
（例えばピッチの半分以下の角度）だけ前の位置であ
る。そして、この溝付ロッド２５Ｒの１ストロークの間
の初期位置でピン２２ｄが０°および９０°の位置にき
たときに、前記ラッチピン２２ｇの先端がラッチ歯車２
２ｅに係合するように設定されている。そして、ピン２
２ｄが０°および９０°の位置にきたときから主弁体２
２が回動を開始し、この主弁体２２は、溝付ロッド２５
Ｒの１ストロークの間にちょうど９０°回転する。

【００７６】すなわち、溝付ロッド２５Ｒが下方に移動
して下端位置にきたとき、ピン２２ｄは０°および９０
°の位置よりも僅かに前の位置に戻るので、この実施形
態では、ラッチ歯車２２ｅを確実に２つだけラッチ機構
で空回りする。これにより、溝付ロッド２５Ｒの一回の
上下動によりラッチ機構が確実に９０°の回転を主弁体
２２に与えるようになっている。したがって、ピストン
２５が１回の上下動をする毎に主弁体２２は９０°ずつ
回転し、主弁体２２は、正確に回転角度０°、９０°、
１８０°、２７０°の４箇所の回転位置において主弁座
２４に着座する。

【００７７】なお、この第２実施形態の流路切換弁５−
２においても、主弁座２４には、第１実施形態（図３）
と同様に、Ｅ継手管１０Ｅが接続される第１切換ポート
２０ｅ、Ｃ継手管１０Ｃが接続される第２切換ポート２
０ｃ、Ｓ継手管１０Ｓが接続される低圧側ポート２０
ｓ、およびＤ継手管１０Ｄが接続される高圧側ポート２
０ｄが各々貫設されている。また、主弁体２２の主弁座
２４側の端面には、第１実施形態の連絡溝１２ｅ，１２
ｆと同様に２つの連絡溝２２ｉ、２２ｊ（図７参照）が
各々独立して形成されている。なお、この第２実施形態
においては、主弁体２２は殆ど浮かないので、第１実施
形態のような仕切板１２ｇや仕切板用ばね１２ｈはあっ
てもなくてもよい。

【００７８】そして、この主弁座２４の第１切換ポート
２０ｅ、第２切換ポート２０ｃ、低圧側ポート２０ｓお
よび高圧側ポート２０ｄに対する主弁体２２の連絡溝２
２ｉ、２２ｊの位置関係は、第１実施形態の連絡溝１２
ｅ，１２ｆの場合と同様であり、前記のように主弁体２
２が４箇所の回転位置において着座することにより、前
記暖房運転モード時の循環経路（第１の回転位置０°ま
たは１８０°）と、前記冷房運転モード時の循環経路
（第２の回転位置９０°または２７０°）とが交互に形
成される。

【００７９】この第２実施形態においても、パイロット
二方弁６−２を連通の状態とし、その後、閉止の状態と
することにより、圧縮機１を運転した状態で運転中に運
転モードを切り換えることができる。また、主弁体を直
接駆動する電磁ソレノイド等を用いずに、冷凍サイクル
の流路を切り換えることができるとともに、その切換え
状態を維持させることができる。

【００８０】第３実施形態 図１２は本発明の第３実施形態に係る流路切換弁５−３
およびパイロット二方弁６−３の断面図、図１３は流路
切換弁５−３の移動部材としてのピストン３５が上昇し
た状態を示す断面図である。この第３実施形態も流路切
換弁５−３とパイロット二方弁６−３とが一体的に組み
付けられたものである。

【００８１】流路切換弁５−３は、円筒状で上部がドー
ム状に絞られた弁ハウジング３１と、略円柱状の略円柱
ドーム状の主弁体３２、弁ハウジング３１の下部に取り
付けられた主弁座３４、弁ハウジング３１内に配設され
たピストン３５、弁ハウジング３１の中心に配置され主
弁体３２およびピストン３５を軸支する中心軸３６、前
記図１８について説明したＤ継手管１０Ｄ、Ｓ継手管１
０Ｓ、Ｅ継手管１０ＥおよびＣ継手管１０Ｃを主な部品
として構成されている。なお、この図１２および図１３
はＥ継手管１０Ｅ側（第１実施例と反対側）から見た断
面図であり、図１２、図１３ではＥ継手管１０Ｅは現れ
ていない。

【００８２】ピストン３５は、円筒容器状の遮蔽板３５
ａ、中心軸３６に上下動自在に軸支された溝付ロッド３
５Ｒ、中心軸３６に上下動自在に軸支されたステム３５
ｂを有しており、溝付ロッド３５Ｒの上端部分を遮蔽板
３５ａの中心の開口とステム３５ｂに嵌合することによ
り一体に組み立てられている。そして、遮蔽板３５ａに
より弁ハウジング３１内にパイロット二方弁６−３側の
空間Ｒ１と主弁体３２側の空間Ｒ２とが画成されてい
る。

【００８３】また、図１４に溝付ロッド３５Ｒの三面図
を示したように、溝付ロッド３５Ｒの上端部にはキー溝
３５ｄが形成されており、このキー溝３５ｄにはキー３
５ｅ（図１２参照）が配設されている。そして、このキ
ー３５ｅは、中心軸３６の外周二箇所に軸方向に沿って
形成された長溝３６ａに嵌合されている。これにより、
ピストン３５は弁ハウジング３１内で上下方向に移動可
能であるが、中心軸３６を軸とする回転は不能となって
いる。また、ピストン３５の遮蔽板３５ａと弁ハウジン
グ３１の上端内面との間にはピストン３５を主弁体３２
側に付勢するピストン用ばね３７が配設されている。

【００８４】中心軸３６にはその軸中心に管路３６ｓが
形成されており、この管路３６ｓ（その上端部）はパイ
ロット二方弁６−３のＳポート３０５ｓを構成するとと
もに、この管路３６ｓの下端とＳ継手管１０Ｓの間には
管路４０ｓが貫設されている。

【００８５】パイロット二方弁６−３は、プランジャチ
ューブ３０１の上端部に吸引子３０２を取り付けるとと
もに、プランジャチューブ３０１の周囲に電磁コイル３
０３を配置し、プランジャチューブ３０１内にプランジ
ャ３０４を収容し、さらに、プランジャチューブ３０１
の下端部に弁座部３０５を取り付けた構造になってい
る。なお、弁座部３０５は弁ハウジング３１の上端に嵌
合されている。弁座部３０５の下部には中心軸３６の上
端が貫設されており、この中心軸３６の上端面は弁座３
０５ａを形成している。プランジャ３０４の上端にはプ
ランジャ用ばね３０６が収容され、このプランジャ用ば
ね３０６によってプランジャ３０４は弁座部３０５側に
付勢されている。これにより、プランジャ３０４の下端
部に取り付けられたボール３０４ａが弁座３０５ａに圧
接される。

【００８６】また、弁座部３０５は、弁座３０５ａの周
辺に隙間３０５ｂを有し、この隙間３０５ｂは、弁ハウ
ジング３１内の前記空間Ｒ１に連通するＥポート３０５
ｅに連通されている。

【００８７】以上の構成により、電磁コイル３０３に通
電がなされていないときは、プランジャ用ばね３０６の
付勢力によりプランジャ３０４の下端のボール３０４ａ
が弁座３０５ａに着座した状態、すなわちパイロット弁
が閉止の状態となり、Ｅポート３０５ｅとＳポート３０
５ｓ（中心軸３６の先端）は連通されない。

【００８８】一方、電磁コイル３０３に通電がなされる
と、プランジャ３０４はプランジャ用ばね３０６の付勢
力に抗して吸引子３０２に吸引され、プランジャ３０４
の下端のボール３０４ａと弁座３０５ａとの間に隙間が
形成される。すなわちパイロット弁が連通の状態とな
り、図１２に示した空間Ｒ１は、Ｅポート３０５ｅ、空
間３０５ｂ、中心軸３６の管路３６ｓ、および管路４０
ｓを介して低圧側のＳ継手管１０Ｓに連通される。した
がって、空間Ｒ１と空間Ｒ２に差圧力が生じて、ピスト
ン３５は上に移動する。

【００８９】ここで、Ｄ継手管１０Ｄから主弁体３２に
流入する高圧冷媒は、主弁座３４の主弁体３２との接触
面に形成された細溝３４ａを通して、空間Ｒ２に流入
し、さらに、この空間Ｒ２の高圧冷媒は、ピストン３５
の遮蔽板３５ａの外周面と弁ハウジング３１の内周面と
の僅かなクリアランスを介して空間Ｒ１側に徐々に流入
できるようになっている。

【００９０】したがって、前記のように電磁コイル３０
３への通電を断ってパイロット弁を閉止の状態とする
と、弁ハウジング３１内の空間Ｒ１の圧力が上昇し、空
間Ｒ１と空間Ｒ２の差圧力が減少し、この差圧力が減少
するにしたがってピストン３５はピストン用ばね３７の
付勢力により下に移動する。

【００９１】このように、パイロット二方弁６−３の閉
止／連通の状態を切り換えることにより、ピストン３５
が上下動し、次に説明するように、主弁体３２が回転し
て流路が切り換えられる。

【００９２】主弁体３２は、主弁３２Ａの中心に円筒状
のブッシュ３２ａを備えており、このブッシュ３２ａ内
に中心軸３６が挿入されている。また、このブッシュ３
２ａの上端から僅かに上方の位置には、中心軸３６に嵌
合された止め輪３６ｂが配設されている。これにより、
主弁体３２は中心軸３６の回りには回転可能であるが、
上方向への移動は、ブッシュ３２ａの上端が止め輪３６
ｂに当接する位置までと規制されており、図１３に示し
たように、主弁体３２が回転するとき、主弁３２Ａと主
弁座３４との間に僅かな隙間（例えば０．３ｍ程度）が
できる程度になっている。

【００９３】さらに、主弁３２Ａの上部にはボス部３２
ｂが形成されており、このボス部３２ｂの内側には、コ
マ３２ｃ、受け３２ｄ、および受け用ばね３２ｇがそれ
ぞれ溝付ロッド３５Ｒの周囲に嵌合するように配設され
ている。受け用ばね３２ｇは主弁３２Ａと受け３２ｄと
の間に配設され、この受け用ばね３２ｇによって受け３
２ｄは上方に付勢されている。コマ３２ｃは受け３２ｄ
の上に配設され、コマ３２ｃの下面が受け３２ｄの上面
に当接している。そして、ボス部３２ｂの上端開口部に
配設されたリング状の押え板３２ｈによりコマ３２ｃの
フランジ部が押えられ、さらに、蓋３２ｉがボス部３２
ｂの上端に固定されている。

【００９４】図１４に示したように、溝付ロッド３５Ｒ
の外周側面には、溝付ロッド３５Ｒの周方向に１８０゜
離間した位置に螺旋状の案内溝３５ｃが形成されてい
る。一方、図１５にコマ３２ｃの縦断面図（図１５(A)
）および下面図（図１５(B) ）を示したように、コマ
３２ｃの内周面の１８０°離間する対向面には斜めの突
条３２ｅが形成されており、この突条３２ｅは溝付ロッ
ド３５Ｒの案内溝３５ｃに係合されている。

【００９５】また、コマ３２ｃの底面には９０°のピッ
チで一定回転方向に傾斜面を揃えた４つの鋸歯状突起３
２ｊが形成されている。さらに、図１６に受け３２ｄの
縦断面図（図１６(A) ）および上面図（図１６(B) ）を
示したように、受け３２ｄの上面には、９０°のピッチ
で一定回転方向に傾斜面を揃えた４つの鋸歯状突起３２
ｋが形成されており、コマ３２ｃの鋸歯状突起３２ｊは
受け３２ｄの鋸歯状突起３２ｋに係合するように構成さ
れている。

【００９６】そして、受け３２ｄが受け用ばね３２ｇに
よってコマ３２ｃの下面に押圧されているので、コマ３
２ｃおよび受け３２ｄを上から見た場合、コマ３２ｃが
時計回り方向に回転するとき、鋸歯状突起３２ｊが鋸歯
状突起３２ｋに係合して、受け３２ｄはコマ３２ｃと共
動する。すなわち、コマ３２ｃの回転トルクが受け３２
ｄに伝達される。一方、コマ３２ｃが反時計回り方向に
回転するとき、受け３２ｄが受け用ばね３２ｇの付勢力
に抗して下降することで、鋸歯状突起３２ｊが鋸歯状突
起３２ｋを乗り越え、受け３２ｄは回転しない。すなわ
ち、コマ３２ｃの回転トルクが受け３２ｄに伝達されな
い。このように、コマ３２ｃ、受け３２ｄおよび受け用
ばね３２ｇは回転方向規制手段としてのラチェット機構
を構成している。

【００９７】また、図１６に示したように、受け３２ｄ
の周縁部には切欠き部３２ｍが形成されており、この切
欠き部３２ｍは主弁３２Ａのボス部３２ｂの内周に縦方
向に形成された突条３２ｎ（図１２，図１３）に整合す
る。そして、切欠き部３２ｍがこの突条３２ｎに沿って
摺動することにより、受け３２ｂは受け用ばね３２ｇの
付勢力に抗してボス部３２ｂ内で上下に摺動可能となっ
ているが、切欠き部３２ｍが突条３２ｎに係合している
ことにより、受け３２ｂは、主弁３２Ａに対しては縦軸
回りの回動が不能となっている。

【００９８】ここで、主弁体３２は、ブッシュ３２ａの
上端が止め輪３６ｂに当接する位置までしか上方に移動
しないので、コマ３２ｃも中心軸３６に対して殆ど上に
移動しない。また、ピストン３５の溝付ロッド３５Ｒは
中心軸３６に対して回転せずに上下に移動する。したが
って、溝付ロッド３５Ｒすなわちピストン３５が上に移
動すると、コマ３２ｃの突条３２ｅは溝付ロッド３５Ｒ
の案内溝３５ｃに倣って移動し、コマ３２ｃは上から見
て（以下同じ）時計回り方向に回転する。また、ピスト
ン３５が下に移動すると、コマ３２ｃは反時計回り方向
に回転する。

【００９９】したがって、ピストン３５が図１２の位置
から図１３の位置まで上がると、後述説明するように主
弁体３２は９０°時計回り方向に回転し、ピストン３５
が図１２の位置から図１３の位置まで下がると、コマ３
２ｃと受け３２ｄがラチェット機構により空回りをし
て、主弁体３２はそのままの位置（回転位置）を維持
し、ピストン３５が下降する。

【０１００】図１７は主弁体３２の回転位置とコマ３２
ｃの回転ストロークの関係を説明する図であり、溝付ロ
ッド３５Ｒの外周側面の展開図とともに、コマ３２ｃの
回転ストロークを突条３２ｅの回転ストロークとして図
示してある。溝付ロッド３５Ｒが上に移動すると、突条
３２ｅが図において左に移動（正回転）し、溝付ロッド
３５Ｒが下に移動すると、突条３２ｅが図において右に
移動（逆回転）する。ここで、図示のようにコマ（突条
３２ｅ）の回転ストロークは９０°より若干大きく設定
されている。

【０１０１】すなわち、溝付ロッド３５Ｒ（ピストン３
５）が上に移動するとき、突条３２ｅが０°の位置の少
し手前から移動して０°の位置になるまでは、コマ３２
ｃの鋸歯状突起３２ｊと受け３２ｄの鋸歯状突起３２ｋ
は完全には係合しないでコマ３２ｃは空回りをして主弁
体３２は回転しないように構成されている。そして、突
条３２ｅが０°の位置にくると鋸歯状突起３２ｊと鋸歯
状突起３２ｋが完全に係合し、その後９０°の位置にな
るまで、主弁体３２がコマ３２ｃと共に回転する。ま
た、溝付ロッド３５Ｒ（ピストン３５）が下に移動して
最下点までくるとコマ（突条３２ｅ）は９０°より前の
元の位置に戻る。

【０１０２】以上のような構成になっているので、溝付
ロッド３５Ｒの上下動を繰り返すときに、鋸歯状突起３
２ｊと鋸歯状突起３２ｋとが同じ位置でかみ合わされる
ことが続くことなく、ピストン３５が一回の上下動を行
う毎に、ラチェット機構が確実に機能して、主弁体３２
を確実に９０°づつ回転させることができる。

【０１０３】なお、この第３実施形態の流路切換弁５−
３においても、主弁座３４には、第１実施形態（図３）
と同様に、Ｅ継手管１０Ｅが接続される第１切換ポート
２０ｅ、Ｃ継手管１０Ｃが接続される第２切換ポート２
０ｃ、Ｓ継手管１０Ｓが接続される低圧側ポート２０
ｓ、およびＤ継手管１０Ｄが接続される高圧側ポート２
０ｄが各々貫設されている。また、主弁３２Ａの主弁座
３４側の端面には、第１実施形態の連絡溝１２ｅ，１２
ｆと同様に２つの連絡溝３２ｐ、３２ｑが各々独立して
形成されている。

【０１０４】そして、この主弁座３４の第１切換ポート
２０ｅ、第２切換ポート２０ｃ、低圧側ポート２０ｓお
よび高圧側ポート２０ｄと、主弁体３２の連絡溝３２
ｐ、３２ｑの位置関係は第１実施形態と同様であり、前
記のように主弁体２２が４箇所の回転位置において着座
することにより、前記暖房運転モード時の循環経路（第
１の回転位置０°または１８０°）と、前記冷房運転モ
ード時の循環経路（第２の回転位置９０°または２７０
°）とが交互に形成される。

【０１０５】なお、この第３実施形態の流路切換弁５−
３においては、主弁体３２の回転方向が第１実施形態と
は逆になっているが、この点は図１２と図１３におい
て、連絡溝３２ｐ、３２ｑの符号が逆になる点に現れる
だけで、冷凍サイクルの動作は同じである。

【０１０６】この第３実施形態においても、パイロット
二方弁６−３を連通の状態とし、その後、閉止の状態と
することにより、圧縮機１を運転した状態で運転中に運
転モードを切り換えることができる。また、主弁体を直
接駆動する電磁ソレノイド等を用いずに、冷凍サイクル
の流路を切り換えることができるとともに、その切換え
状態を維持させることができる。

【０１０７】なお、上記第２および第３実施形態におい
て、ラチェット機構を設けているが、このラチェット機
構におけるラッチ歯車のピッチや鋸歯状突起のピッチ
は、少なくとも９０°回転に対する回転対称性を有する
ように設定されていればよい。また、このラチェット機
構に対して、コマの回転開始位置を０°よりも手前にす
るような所謂「遊び」を設けているが、この遊びの量
は、ラッチ歯車や鋸歯状突起のピッチよりも小さい量
（その半分以下が好ましい）であればよい。

【０１０８】また、各実施形態において主弁体の回転方
向は逆方向であってもよいことはいうまでもない。

【０１０９】また、第２実施形態および第３実施形態に
おいては、ピストンが上昇するときに主弁体を回転させ
るようにしているので、主弁体が主弁座から僅かに浮い
た状態で回転できるので、主弁体を容易に回転すること
ができる。ただし、本発明は、ピストンを下降させると
きに回転させるようにしてもよい。

【０１１０】

【発明の効果】本発明の請求項１の流路切換弁によれ
ば、弁本体内の空間の圧力を調節する圧力調節手段と主
弁体を移動させる移動手段とにより、高圧側と低圧側と
の差圧が大きいときでも、確実に流体の還流方向を切り
換えることができるので、圧縮機を停止することなく、
冷凍サイクルを効率よく運転できるとともに、差圧の力
を回転トルクとするので、確実に主弁体を回転移動させ
ることが可能となり、信頼性が向上する。

【０１１１】本発明の請求項２の流路切換弁によれば、
請求項１と同様な効果が得られるとともに、主弁体は差
圧の力により螺旋状に回転移動するので、移動工程が少
なくてすむので、結果的に信頼性が向上する。

【０１１２】本発明の請求項３の流路切換弁によれば、
弁本体内の空間の圧力を調節する圧力調節手段と移動部
材を移動させる移動方向変換手段とにより、高圧側と低
圧側との差圧が大きいときでも、確実に流体の還流方向
を切り換えることができるので、圧縮機を停止すること
なく、冷凍サイクルを効率良く運転できる。

【０１１３】本発明の請求項４の流路切換弁によれば、
請求項３と同様な効果が得られるとともに、移動部材が
上下に移動し、コマと主弁体の上下動を固定することも
できるので、流路の切換えが確実となり、信頼性が向上
する。

【０１１４】本発明の請求項５の流路切換弁によれば、
請求項１、２、３、または４と同様な効果が得られると
ともに、主弁体を同一方向に回転して還流方向を継続的
に切り換えることができるので、切り換え制御が容易に
なる。

【０１１５】本発明の請求項６の流路切換弁によれば、
請求項１、２、３、４または５と同様な効果が得られる
とともに、パイロット弁で差圧力を発生するという簡単
な構成により、差圧力が大きいときでも作動し、信頼性
が向上する。

【０１１６】本発明の請求項７の流路切換弁によれば、
請求項６と同様な効果が得られるとともに、差圧の力に
より主弁体が回転するので余分な電力を消費せず、ま
た、差圧が無くなることで主弁体が着座するので、この
とき移動方向変換手段は機能せず、主弁体は確実に主弁
座に着座し、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る流路切換弁および
パイロット二方弁の断面図である。

【図２】第１実施形態に係る流路切換弁の主弁体が上昇
した状態を示す断面図である。

【図３】実施形態における主弁体の回転位置の変化を説
明する平断面図およびその縦断面図である。

【図４】第１実施形態における主弁体と中心軸の拡大断
面図およびその一部平断面図である。

【図５】第１実施形態に係る溝付ロッドの外周側面の展
開図である。

【図６】第１実施形態におけるボールと案内溝の関係を
示す図である。

【図７】本発明の第２実施形態に係る流路切換弁および
パイロット二方弁の断面図である。

【図８】第２実施形態に係る流路切換弁のピストンが上
昇した状態を示す断面図である。

【図９】第２実施形態におけるストッパの下面図であ
る。

【図１０】第２実施形態における溝付ロッドの外周側面
の展開図である。

【図１１】第２実施形態における主弁体のボス部の上方
から見た一部破砕平面図である。

【図１２】本発明の第３実施形態に係る流路切換弁およ
びパイロット二方弁の断面図である。

【図１３】第３実施形態に係る流路切換弁のピストンが
上昇した状態を示す断面図である。

【図１４】第３実施形態における溝付ロッドの三面図で
ある。

【図１５】第３実施形態におけるコマの縦断面図および
下面図である。

【図１６】第３実施形態における受けの縦断面図および
上面図である。

【図１７】第３実施形態における主弁体の回転位置とコ
マの回転ストロークの関係を説明する図である。

【図１８】本発明の実施形態に係るヒートポンプ式エア
コン等の冷凍サイクルの概略を示す図である。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ５，５−１，５−２，５−３ 流路切換弁 ６，６−１，６−２，６−３ パイロット二方弁 １０Ｄ Ｄ継手管 １０Ｓ Ｓ継手管 １０Ｅ Ｅ継手管 １０Ｃ Ｃ継手管 １１，２１，３１ 弁ハウジング １２，２２，３２ 主弁体 １２Ａ，２２Ａ，３２Ａ 主弁 １２ｅ，１２ｆ，２２ｉ，２２ｊ，３２ｐ，３２ｑ 連
絡溝 １４，２４，３４ 主弁座 １５，３６ 中心軸 １５Ｒ，２５Ｒ，３５Ｒ 溝付ロッド １５ａ，２５ｄ，３５ｃ 案内溝 ２０ｅ 第１切換ポート ２０ｃ 第２切換ポート ２０ｓ 低圧側ポート ２０ｄ 高圧側ポート ２２ｃ，３２ｃ コマ ２２ｄ ピン ２２ｅ ラッチ歯車 ２２ｆ コマ用ばね ２２ｇ ラッチピン ２２ｈ ラッチ用ばね ２５，３５ ピストン ３２ｄ 受け ３２ｇ 受け用ばね Ｒ１，Ｒ２ 空間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 光昭 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 中原 誠一 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 伊藤 浩 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 Ｆターム(参考） 3H067 AA13 AA33 AA38 BB08 BB12 CC45 CC46 CC60 DD03 DD33 EA16 EA33 ED02 ED11 ED12 ED20 FF11 GG24 3H106 DA07 DA13 DA23 DA35 DB02 DB12 DB23 DB32 DC04 DC17 DD03 EE23 KK23

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の還流方向を切り換える流路切換弁
   であって、 筒状に形成された弁本体と、 複数の通孔が穿設された主弁座と、 弁本体内を区画するように形成され、かつ該区画される
   空間の差圧力により前記主弁座から離間するように移動
   するとともに該主弁座に着座し、前記主弁座の通孔に接
   続された流路を流れる流体の還流方向を切り換える主弁
   体と、 前記主弁体の前記主弁座からの離間と着座の間の移動動
   作により、該主弁体の該主弁座に対する回転位置を切り
   換える移動方向変換手段と、 前記主弁体により区画された弁本体内の前記空間の圧力
   を調節する圧力調節手段と、を備えたことを特徴とする
   流路切換弁。
2. 【請求項２】 前記移動方向変換手段は、前記主弁体を
   前記主弁座から離間する方向を軸とする螺旋状の回転上
   昇または回転下降により、該主弁体の回転位置を切り換
   えることを特徴とする請求項１記載の流路切換弁。
3. 【請求項３】 流体の還流方向を切り換える流路切換弁
   であって、 筒状に形成された弁本体と、 複数の通孔が穿設された主弁座と、 弁本体内を区画するように形成され、かつ該区画される
   空間の差圧力により前記主弁座から離間および接近する
   ように移動する移動部材と、 前記主弁座近傍に位置し、前記主弁座の通孔に接続され
   た流路を流れる流体の還流方向を切り換える主弁体と、 前記移動部材の前記主弁座からの離間と接近の間の移動
   動作により、前記主弁体の該主弁座に対する回転位置を
   切り換える移動方向変換手段と、 前記移動部材により区画された弁本体内の前記空間の圧
   力を調節する圧力調節手段と、を備えたことを特徴とす
   る流路切換弁。
4. 【請求項４】 前記移動方向変換手段は、前記移動部材
   に設けられたネジピッチの大きな案内溝と、該案内溝に
   倣って回動するとともに前記主弁体に係合するコマと、
   該主弁体と該コマとの係合／非係合を該コマの回転方向
   に応じて選択的に切り換える回転方向規制手段と、を備
   えたことを特徴とする請求項３記載の流路切換弁。
5. 【請求項５】 前記主弁座には、前記通孔が前記主弁体
   の回転方向の９０°離間した位置に４つ形成され、 前記主弁体には、前記４つの通孔の任意の隣接する２つ
   の通孔を連通可能な連通溝が２つ形成されるとともに、
   該２つの連通溝の少なくとも前記通孔を連通する部分が
   前記回転方向の１８０°回転に対する対称性を有し、 前記主弁体を、同一方向へ継続回転することで前記還流
   方向を切換可能としたことを特徴とする請求項１、２、
   ３、または４記載の流路切換弁。
6. 【請求項６】 前記圧力調節手段は、前記弁本体内で区
   画される高圧側の空間と他方の空間との内の他方の空間
   を低圧側に連通するパイロット弁であることを特徴とす
   る請求項１、２、３、４または５記載の流路切換弁。
7. 【請求項７】 前記移動方向変換手段は、前記高圧側の
   空間と前記低圧側に連通された他方の空間との差圧の力
   により、前記主弁体を回転させ、該差圧の力がなくなる
   ことにより該主弁体を前記主弁座に着座させることを特
   徴とする請求項６記載の流路切換弁。