JP2001254861A

JP2001254861A - 三方弁

Info

Publication number: JP2001254861A
Application number: JP2000062863A
Authority: JP
Inventors: Shuji Nishida; 修二西田
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-08
Filing date: 2000-03-08
Publication date: 2001-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍、冷蔵システムにおいて冷媒流路を切り
替えるために使用する三方弁に関し、摩耗粉の噛み込み
等による動作不具合を防止し、長期信頼性の高い冷媒流
路切り替え用三方弁を提供する。【解決手段】モータ１０７の回転子１０９にカム１２
１を保持し、回転子１０９の回転によりカム１２１を回
転させることにより、カム１２１の下面に設けた台形状
凸部１２２を用いて第１弁体１１５および第２弁体１１
６を個別に変位させ、第１弁座１１３及び第２弁座１１
４を閉塞する構成とすることにより、カム１２１の回転
により、直接各弁体を動作させるので、摩耗粉の噛み込
み等がなく、摩耗による動作不良への影響の少ないた
め、長期信頼性が向上できる。

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・冷蔵システ
ムにおいて冷媒流路を切り替えるために使用する三方弁
に関し、特に、家庭用冷蔵庫のシステムで、冷凍室と冷
蔵室をそれぞれ専用のエバポレータで冷却するシステム
において、冷凍室用エバポレータへ向かう冷媒流路と、
冷蔵室用エバポレータへ向かう冷媒流路とを切り替える
ことができる冷媒流路切り替え用三方弁に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】家庭用冷蔵庫のシステムにおいて、昨
今、庫内温度の安定化、省エネ等の観点から、冷凍室と
冷蔵室をそれぞれ専用のエバポレータで冷却するシステ
ムが採用されており、このシステムにおいては、冷凍室
用エバポレータへ向かう冷媒流路と冷蔵室用エバポレー
タへ向かう冷媒流路とを切り替える為の、三方弁が採用
されている。

【０００３】そして、この三方弁に要求される特性とし
ては、長期信頼性、低騒音、低消費電力等であり、特開
平１１−１３２５７７号公報に開示されているように、
モータを内臓した三方弁が採用されている。

【０００４】以下図面を用いて、従来の三方弁について
説明する。図１０は従来の三方弁１の縦断面図である。

【０００５】図１０に示すように、三方弁１は、ほぼ円
筒形の本体２の内部に、軸方向に流路３が設けられてい
る。この流路３の下端に出口Ｂが設けられ、上端に出口
Ｃが設けられている。また、流路３の途中に入口Ａが設
けられている。出口Ｃは、軸方向の流路３とほぼ直交す
るように設けられている。

【０００６】出口Ｂの上部には第１弁座４が設けられて
おり、また、出口Ｃの下部には第２弁座５が設けられて
いる。

【０００７】本体２の上部にはモータ６を構成する回転
子７が内蔵されている。また、本体２の上部外側には、
モータ６を構成する固定子８が設けられている。

【０００８】回転子７の回転が安定するように、回転子
７はバネ９によって常に下方に付勢されている。回転子
７の回転軸であるシャフト１０の先端には雄ネジ部１１
が設けられ、本体２に設けられている雌ネジ部１２に対
し上下方向に移動可能なように螺合している。コイル式
のバネ１３を介して雄ネジ部１１の下方にはバネ受部１
４が設けられている。バネ受部１４の下端からは棒状の
移動部１５が設けられて、その先端には球状の弁体１６
が設けられている。この弁体１６は、流路３内部に配置
され、第１弁座４及び第２弁座５のどちらかを閉塞する
ことができる。

【０００９】図１１は、従来の三方弁を用いた冷凍サイ
クルの回路図である。図１１に示すように、コンプレッ
サ１７の出口には、コンデンサ１８、防露パイプ１９、
ドライヤ２０及び三方弁１が接続されている。三方弁１
の一方の出口Ｂには冷蔵室用キャピラリチューブ２１と
冷蔵室用エバポレータ２２が接続されている。

【００１０】また、三方弁１の他方の出口Ｃには冷凍室
用キャピラリチューブ２３と冷凍室用エバポレータ２４
が接続されている。そして、冷蔵室用エバポレータ２２
の出口及び冷凍室用エバポレータ２４の出口は、サクシ
ョンパイプ２５によってコンプレッサ１７の入口に接続
されている。

【００１１】次に、上記三方弁１の動作について説明す
る。

【００１２】弁体１６が最下部に位置する場合には、第
１弁座４を閉塞し、第２弁座５を開口し、入口Ａから流
入した冷媒は第２弁座５を通って出口Ｃに流れ、冷凍室
用キャピラリチューブ２３、冷凍室用エバポレータ２４
を経て、コンプレッサ１７に戻る回路となり、冷凍室を
冷却する。

【００１３】この状態でモータ６に電流を流すと、回転
子７が回転して、雄ネジ部１１が上方に移動する。する
と、バネ１３を介してそれにつながっているバネ受部１
４，移動部１５及び弁体１６が上方に移動し、第１弁座
４を開口し、逆に第２弁座５を閉塞する。これによっ
て、入口Ａから流入した冷媒は出口Ｂに流れ、冷蔵室用
キャピラリチューブ２１、冷蔵室用エバポレータ２２を
経て、コンプレッサ１７に戻る回路となり、冷蔵室を冷
却する。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、冷媒流路の切り替え動作は、回転子７の
回転をネジにより上下方向の直線運動に切り替えること
により行っている為、ネジ部摩耗による摩耗粉の噛み込
みにより動作不具合がおこる可能性があり、長期信頼性
に課題があった。また、ネジ部摩耗を抑えるには、ネジ
部加工精度の向上、表面処理等コスト高となる。さら
に、従来の三方弁１は第１弁座４もしくは第２弁座５の
どちらか一方を閉塞するものであり、第１弁座４、第２
弁座５ともに閉塞する機能がなく、冷凍サイクルの停止
時には、高圧側の冷媒が冷蔵室用エバポレータ２２もし
くは冷凍室用エバポレータ２４に流れ込むことにより、
冷蔵室用エバポレータ２２もしくは冷凍室用エバポレー
タ２４の温度が上昇して庫内温度も上昇し、そのため、
冷蔵庫の冷凍サイクルとしてはロスが生じるという問題
点があった。

【００１５】そこで、本発明は長期信頼性が高く、また
安価であり、かつ冷凍サイクルの停止時に、高圧側の冷
媒が冷蔵室用エバポレータ及び冷凍室用エバポレータに
流れ込むのを防止し、冷蔵庫の冷凍サイクルの効率を向
上できる三方弁を提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の三方弁は、回転子に保持され下面に台形状
凸部を設けたカムの回転により二つの弁体を個別に変位
させ、第１弁座及び第２弁座を開閉することにより、冷
媒流路の切り替えと遮断が行えるように構成したもので
ある。

【００１７】これによって、摩耗による動作不良への影
響が少なく、長期信頼性が向上でき、構造もシンプルで
あり、安価とすることができる。また冷凍サイクルの停
止時に、高圧側の冷媒がエバポレータに流れ込むのを防
止し、冷凍サイクルの効率を向上することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】請求項１の三方弁は、流入口と第
１流出口と第２流出口を有する弁本体と、前記弁本体の
上部外周に固定された円盤状の下蓋と、さらにその上部
に固定された円筒状のキャップと、前記キャップの外側
に設けられたモータのコイル部を構成する固定子と、前
記キャップの内側に設けられた前記モータの回転部を構
成する回転子と、前記流入口と前記第１流出口の間に設
けられた第１弁座と、前記流入口と前記第２流出口の間
に設けられた第２弁座と、前記第１弁座を開閉する第１
弁体と、前記第２弁座を開閉する第２弁体と、前記第１
弁座と前記第１弁体の間に挿入された第１圧縮バネと、
前記第２弁座と前記第２弁体の間に挿入された第２圧縮
バネと、前記回転子と共に回転するよう前記回転子に保
持されたカムと、前記カム下面でかつ前記第１弁体及び
前記第２弁体と接する位置に設けられた台形状凸部とか
ら構成され、前記カムの回転により前記台形状凸部を介
して前記第１弁体及び前記第２弁体を個別に変位させる
ことにより冷媒流路の切り替えと遮断が行えるようにし
たものである。

【００１９】これにより、前記カムの回転により直接各
弁体を変位させるので、摩耗粉の噛み込み等がなく、摩
耗による動作不良への影響が少ないため、長期信頼性が
向上できる。しかも、構造もシンプルであり、安価とす
ることができる。

【００２０】また冷凍サイクルの停止時に、前記第１弁
座、前記第２弁座ともに閉塞することができるので、高
圧側の冷媒が冷蔵室用エバポレータ、冷凍室用エバポレ
ータ共に流れ込むのを防止し、冷凍サイクルの効率を向
上することができる。

【００２１】次に請求項２の三方弁は、前記カムを前記
回転子の回転軸方向に摺動自在に配置し、前記回転子と
前記カムの間に付勢バネを介在させ、前記付勢バネの力
を前記第１圧縮バネと前記第２圧縮バネの合力より大き
く設定したものである。

【００２２】これにより、前記付勢バネにより高さ方向
の各部品寸法バラツキが吸収できるので、前記カムの高
さ位置を調整することなく確実に弁を閉じることがで
き、冷媒切り替え動作の信頼性が向上できる。

【００２３】次に請求項３の三方弁は、前記回転子の中
心にシャフトを一体的に設け、前記キャップの端部中央
に設けられた軸受と前記弁本体に設けられた軸受によ
り、前記シャフトを回転自在に支持したものである。

【００２４】これにより前記回転子の回転時のガタツキ
が防止でき、動作時の騒音が低減できる。

【００２５】次に請求項４の三方弁は、前記第１弁体と
前記カムの間及び前記第２弁体と前記カムの間にそれぞ
れ第１ボール、第２ボールを回転自在に配置し、前記カ
ムの回転により前記第１ボール及び前記第２ボールが前
記カム下面に設けた前記台形状凸部上を回転しながら前
記カムの回転軸方向に変位することにより、前記第１弁
体及び前記第２弁体を変位させるようにしたものであ
る。

【００２６】これにより前記カム回転時の抵抗を減少す
ることができ、冷媒流路切り替えに必要なモータの回転
トルクを小さくできるので、モータ部の小型化が図れ
る。

【００２７】次に請求項５の三方弁は、前記第１弁座閉
塞時及び前記第２弁座閉塞時に、前記カムの外周の一部
に設けたストッパー部を突起部に当接させて前記カムの
回転を止めることにより回転角度を規制するようにした
ものである。

【００２８】これにより、冷媒流路切り替えポイントを
明確にできるので、簡単な制御で三方弁を動作させるこ
とができる。

【００２９】次に請求項６の三方弁は、前記モータを構
成する固定子にパルス通電することにより前記回転子の
回転を制御し、前記第１弁体及び前記第２弁体を前記カ
ムに設けた前記台形状凸部の傾斜面で変位させる過程に
おいて任意の位置で前記カムの回転を停止することで前
記第１弁体及び前記第２弁体の変位量を調節するように
したものである。

【００３０】これにより各流出口へ流れる冷媒量を調節
することができるので、負荷に応じた冷媒流量制御が可
能であり、冷凍サイクルの効率が向上でき、節電を図る
ことができる。

【００３１】次に請求項７の三方弁は、流入口と第１流
出口と第２流出口を有する弁本体と、前記弁本体の上部
外周に固定された円盤状の下蓋と、さらにその上部に固
定された円筒状のキャップと、前記キャップの外側に設
けられたモータのコイル部を構成する固定子と、前記キ
ャップの内側に設けられた前記モータの回転部を構成す
る回転子を有する三方弁において、前記固定子の一端に
止着され前記キャップに設けられた多角形の絞り部と係
合し前記固定子の位置決めを行うＵ字形状の回転止め
と、前記固定子の他端に止着され前記下蓋と係合し前記
固定子を保持する弾性係止片の構成により、前記固定止
が任意の位置にて固定できるようにしたものである。

【００３２】これにより前記固定子を取り付ける際に方
向性を考慮する必要がなく、任意の位置にて挿入、固定
ができる為、組立作業性が向上できる。

【００３３】

【実施例】以下、本発明による三方弁の実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構
成については、同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。

【００３４】図１は本発明の三方弁１００の断面図であ
り、図２は図１における三方弁をＡ−Ａ線から見た断面
図である。図１、図２において、１０４は三方弁１００
の外郭を形成する弁本体であり、内側に二つの円筒穴部
１０４ｂ，１０４ｃを有し、側部に流入口１０１と下部
に第１流出口１０２、第２流出口１０３が接続されてい
る。

【００３５】弁本体１０４の上部外周には円盤状の下蓋
１０５が設けられ、さらにその上部に設けられた円筒状
のキャップ１０６とともに外郭を形成している。

【００３６】キャップ１０６の外側には、モータ１０７
のコイル部を構成する固定子１０８が設けられている。
また、キャップ１０６の内側には、モータ１０７の回転
部を構成する回転子１０９が設けられている。

【００３７】回転子１０９はマグネット１１０とロータ
スリーブ１１１とから成り、ロータスリーブ１１１の中
心には回転が安定するようシャフト１１２が一体的に設
けられ、前記キャップ１０６の最上端に設けられた軸受
１０６ａと前記弁本体１０４に設けられた軸受１０４ａ
に回転自在に支持されている。

【００３８】１１３は第１弁座、１１４は第２弁座であ
り、弁本体１０４の円筒穴部１０４ｂ、１０４ｃを貫通
し、それぞれ第１流出口１０２、第２流出口１０３につ
ながる流路となる。

【００３９】１１５は弁本体１０４の円筒穴部１０４ｂ
に摺動自在に挿入され、第１弁座１１３を閉塞すること
ができる第１弁体である。また、１１６は弁本体１０４
の円筒穴部１０４ｃに摺動自在に挿入され、第２弁座１
１４を閉塞することができる第２弁体である。

【００４０】第１弁座１１３と第１弁体１１５の間およ
び第２弁座１１４と第２弁体１１６の間には、それぞれ
第１圧縮バネ１１７、第２圧縮バネ１１８が挿入され、
第１弁体１１５の上部に形成された凹部１１５ａおよび
第２弁体１１６の上部に形成された凹部１１６ａにはそ
れぞれ第１ボール１１９、第２ボール１２０が挿入され
ている。

【００４１】１２１は円板形状のカムであり、前記回転
子１０９の一部であるロータスリーブ１１１に回転軸方
向摺動自在に保持され、回転子１０９と共に回転する。
図７はカム１２１の斜視図であり、カム１２１の下面に
は台形状凸部１２２を設けてある。台形状凸部１２２は
凸面１２２ａと、底面１２２ｂと、凸面１２２ａと底面
１２２ｂを結ぶ傾斜面１２２ｃ、１２２ｄとから成り、
第１ボール１１９及び第２ボール１２０を介して第１弁
体１１５及び第２弁体１１６を上下移動させる。またカ
ム１２１の外周には回転角度を規制するストッパー部１
２１ａを有しており、前記下蓋１０５の突起部１０５ａ
と当接することにより、カム１２１の回転角度を規制す
る。

【００４２】１２３は、カム１２１とロータリスリーブ
１１１の間に介在させた付勢バネであり、付勢バネ１２
３は常にカム１２１を下方に付勢しており、その力は、
前記第１圧縮バネ１１７，第２圧縮バネ１１８の合力の
１．２倍に設定している。

【００４３】図８は固定子１０８の取付構造を示す外形
図である。図８において、１２４は、前記キャップ１０
６に設けられた六角形の絞り部１０６ｂと係合し、前記
固定子１０８の位置決めを行うＵ形状の回転止めであ
り、固定子１０８の上面に止着している。１２５は、固
定子１０８が抜けないよう保持するための弾性係止片で
あり、固定子１０８の下面に止着され、下蓋１０５に係
止されている。これにより、固定子１０８はキャップ１
０６の上方より挿入することにより、任意の位置にて固
定できる。

【００４４】図９は、本発明の三方弁が適用される例と
しての、冷蔵庫の冷凍サイクルの回路図である。図９に
おいて、１００は本発明の三方弁であり、一つの流入口
１０１と二つの流出口である第１流出口１０２、第２流
出口１０３を有している。コンプレッサ１７で圧縮され
た高圧冷媒は、コンデンサ１８、防露パイプ１９、ドラ
イヤ２０を通過し、流入口１０１より三方弁１００内に
流入する。流入口１０１から流入した高圧冷媒は、第１
流出口１０２もしくは第２流出口１０３へ流れる。第１
流出口１０２には冷蔵室用キャピラリチューブ２１が接
続され冷蔵室用エバポレータ２２へ通じている。第２流
出口１０３には冷凍室用キャピラリチューブ２３が接続
され冷凍室用エバポレータ２４へ通じている。

【００４５】以上のように構成された三方弁について、
以下その動作を説明する。

【００４６】図９において、コンプレッサ１７・コンデ
ンサ１８・防露パイプ１９・ドライヤ２０・三方弁１０
０・冷蔵室用キャピラリチューブ２１・冷蔵室用エバポ
レータ２２の順序で冷媒が流れる回路を、以降便宜上、
冷蔵室用冷却回路と呼ぶ。

【００４７】また、コンプレッサ１７・コンデンサ１８
・防露パイプ１９・ドライヤ２０・三方弁１００・冷凍
室用キャピラリチューブ２３・冷蔵室用エバポレータ２
４の順序で冷媒が流れる回路を、便宜上、冷凍室用冷却
回路と呼ぶ。

【００４８】例えば、冷蔵室用冷却回路に冷媒が流れて
いる場合は、図１、図２に示すように、三方弁１００の
第１弁体１１５に挿入された第１ボール１１９上に、カ
ム１２１に設けてある台形状凸部１２２の底面１２２ｂ
が位置し、第１弁体１１５は第１弁座１１３を開き、流
入口１０１から流入した冷媒は第１弁座１１３を通って
第１流出口１０２から冷蔵室用キャピラリチューブ２１
に流れていく。一方、第２弁体１１６に挿入された第２
ボール１２０上に、台形状凸部１２２の凸面１２２ａが
位置し、第２弁体１１６は第２弁座１１４を閉じ、冷媒
は第２流出口１０３に流れることはない。

【００４９】今仮に、冷凍室の温度が高くなり、冷凍室
を冷却する必要がある場合は、三方弁１００を動作さ
せ、冷媒の流れを冷蔵室用冷却回路から、冷凍室用冷却
回路に切り換えなければならない。

【００５０】そこで、モータ１０７の固定子１０８にパ
ルス通電し、回転子１０９を回転させてカム１２１を図
２において時計方向に１８０°回転させる。９０°回転
した時点で第１弁体１１５に挿入されている第１ボール
１１９は回転しながらカム１２１に設けてある台形状凸
部１２２の傾斜面１２２ｄを経て凸面１２２ａに達し、
図１において第１弁体１１５を下方に移動させ、第１弁
座１１３を閉じる。この時、第２弁体１１６に挿入され
ている第２ボール１２０は、まだ台形状凸部１２２の凸
面１２２ａ上に位置するため、第２弁座１１４は閉じた
ままであり、図３、図４の状態となる。さらに９０°回
転した時点で、第２圧縮バネ１１８の付勢力により、第
２弁体１１６に挿入されている第２ボール１２０は回転
しながら台形状凸部１２２の傾斜面１２２ｃを経て底面
１２２ｂに達し、図３において第２弁体１１６を上方に
移動させ、第２弁座１１４を開き、冷媒は第２流出口１
０３を通り図９に示す冷凍室用キャピラリチューブ２３
を経て冷凍室用エバポレータ２４に流れる。この時、第
１弁体１１５に挿入された第１ボール１１９は、台形状
凸部１２２の凸面１２１ａに位置した状態であり、第１
弁座１１３は閉じたままであり、図５、図６の状態とな
る。この時点で、カム１２１のストッパー部１２１ａと
下蓋１０５の突起部１０５ａが当接し、これ以上回転す
ることはない。

【００５１】上記の状態から今度は冷蔵室の温度が高く
なり、冷蔵室を冷却する必要がある場合には、三方弁１
００を動作させ、冷媒の流れを冷凍室用冷却回路から、
冷蔵室用冷却回路に切り換えなければならない。

【００５２】そこで、モータ１０７の固定子１０８にパ
ルス通電し、回転子１０９を逆転させてカム１２１を図
６において反時計方向に１８０°回転させる。９０°回
転した時点で第２弁体１１６に挿入されている第２ボー
ル１２０は回転しながらカム１２１に設けてある台形状
凸部１２２の傾斜面１２２ｃを経て凸面１２２ａに達
し、図５において第２弁体１１６を下方に移動させ、第
２弁座１１４を閉じる。この時、第１弁体１１５に挿入
されている第１ボール１１９は、まだ台形状凸部１２２
の凸面１２２ａ上に位置するため、第１弁座１１３は閉
じたままだあり、図３、図４の状態となる。さらに９０
°回転した時点で、第１圧縮バネ１１７の付勢力によ
り、第１弁体１１５に挿入されている第１ボール１１９
は回転しながら台形状凸部１２２の傾斜面１２２ｄを経
て底面１２２ｂに達し、図３において第１弁体１１５を
上方に移動させ、第１弁座１１３を開き、冷媒は第１流
出口１０２を通り図９に示す冷蔵室用キャピラリチュー
ブ２１を経て冷蔵室用エバポレータ２２に流れる。この
時、第２弁体１１６に挿入された第２ボール１２０は、
台形状凸部１２２の凸面１２２ａに位置した状態であ
り、第２弁座１１４は閉じたままであり図１、図２の状
態となる。この時点で、カム１２１のストッパー部１２
１ａと下蓋１０５の突起部１０５ａが当接し、これ以上
逆転することはない。

【００５３】また仮に、冷蔵室、冷凍室ともに十分冷却
され、コンプレッサ１７を停止する際は、モータ１０７
の固定子１０８にパルス通電し、回転子を回転もしくは
逆転させ、図２、図６においてカムを時計方向もしくは
反時計方向に９０°回転させる。これにより第１弁体１
１５に挿入された第１ボール１１９と第２弁体１１６に
挿入された第２ボール１２０ともに、カム１２１に設け
られている台形状凸部１２２の凸面１２２ａに位置し、
第１弁座１１３と第２弁座１１４ともに閉じ図３、図４
の状態となる。こにように、コンプレッサ１７で圧縮さ
れた冷媒を冷蔵室用エバポレータ２２及び冷凍室用エバ
ポレータ２４に流れ込むのを防止した状態にてコンプレ
ッサ１７を停止する。

【００５４】また、第１弁体１１５に挿入された第１ボ
ール１１９をカム１２１に設けてある台形状凸部１２２
の傾斜面１２２ｄ上の、任意の位置で止めることによ
り、第１弁座１１３に対する第１弁体１１５の開度を調
節することができるので、第１弁座１１３において冷蔵
室用キャピラリチューブ２１に流れる冷媒量を制御する
ことができる。

【００５５】同様に、第２弁体１１６に挿入された第２
ボール１２０をカム１２１に設けてある台形状凸部１２
２の傾斜面１２２ｃ上の、任意の位置で止めることによ
り、第２弁座１１４に対する第２弁体１１６の開度を調
節することができるので、第２弁座１１４において冷凍
室用キャピラリチューブ２３に流れる冷媒量を制御する
ことができる。

【００５６】なお、本実施例において、カム１２１のス
トッパー部１２１ａの位置を１８０°ずらし、回転子１
０９の回転方向を逆にしても同じ結果がえられる。

【００５７】以上のように本実施例の三方弁は、流入口
１０１と第１流出口１０２と第２流出口１０３を有する
弁本体１０４と、弁本体１０４の上部外周に固定された
円盤状の下蓋１０５と、さらにその上部に固定された円
筒状のキャップ１０６と、キャップ１０６の外側に設け
られたモータ１０７のコイル部を構成する固定子１０８
と、キャップ１０６の内側に設けられたモータ１０７の
回転部を構成する回転子１０９と、流入口１０１と第１
流出口１０２の間に設けられた第１弁座１１３と、流入
口１０１と第２流出口１０３の間に設けられた第２弁座
１１４と、第１弁座１１３を開閉する第１弁体１１５
と、第２弁座１１４を開閉する第２弁体１１６と、第１
弁座１１３と第１弁体１１５の間に挿入された第１圧縮
バネ１１７と、第２弁座１１４と第２弁体１１６の間に
挿入された第２圧縮バネ１１８と、回転子１０９と共に
回転するよう回転子１０９に保持されたカム１２１と、
カム１２１下面でかつ第１弁体１１５及び第２弁体１１
６と接する位置に設けられた台形状凸部１２２とから構
成され、カム１２１の回転により台形状凸部１２２を介
して第１弁体１１５及び第２弁体１１６を個別に変位さ
せることにより冷媒流路の切り替えと遮断が行えるよう
にしたので、カム１２１の回転により直接各弁体を変位
させることができ、摩耗粉の噛み込み等がなく、摩耗に
よる開閉動作への影響が少なく長期信頼性が向上でき
る。しかも、カムにより直接各弁体を動作させるので、
構造もシンプルであり安価とすることができる。

【００５８】また、第１弁座１１３及び第２弁座１１４
を同時に閉塞できるので、コンプレッサ１７の停止時、
高圧側の冷媒が冷蔵室用エバポレータ２２及び冷凍室用
エバポレータ２４に流れ込むのを防止し、冷凍サイクル
の効率を向上することができる。

【００５９】また、回転子１０９とカム１２１の間に付
勢バネ１２３を介在させ、付勢バネ１２３の力を、第１
圧縮バネ１１７と第２圧縮バネ１１８の合力の１．２倍
に設定することにより、カム１２１の高さ位置を調整す
ることなく、確実に弁を閉じることができるので、冷媒
流路の切り替え動作の信頼性が向上できる。

【００６０】また、回転子１０９の中心にシャフト１１
２を一体的に設け、キャップ１０６の最上端に設けられ
た軸受１０６ａと弁本体１０４に設けられた軸受１０４
ａにより、回転自在に支持することにより、回転子１０
９のガタツキが防止でき、動作時の騒音が低減できる。

【００６１】また、第１弁体１１５の上部及び第２弁体
１１６の上部にそれぞれ第１ボール１１９、第２ボール
１２０を挿入し、カム１２１回転時の抵抗を減少するこ
とにより、冷媒流路切り替えに必要なモータ１０７の回
転トルクを小さくできるので、モータの小型化が図れ
る。

【００６２】また、第１弁座１１３閉塞時及び第２弁座
１１４閉塞時に、カム１２１の外周の一部に設けたスト
ッパー部と下蓋１０５の突起部１０５ａを当接させるこ
とにより、冷媒流路切り替えポイントを明確にできるの
で、簡単な制御で三方弁を動作させることができる。

【００６３】さらに、第１弁体１１５及び第２弁体１１
６をカム１２１に設けた台形状凸部１２２の傾斜面１２
２ｃ、１２２ｄに沿って変位させる過程で任意の位置に
カム１２１の回転を停止することで各弁体の変位量を調
節し、各流出口へ流れる冷媒量を調節することができる
ので、負荷に応じた冷媒量制御が可能であり、冷凍サイ
クルの効率向上ができ、節電を図ることができる。

【００６４】また、固定子１０８の上面に止着され、キ
ャップ１０６に設けられた六角形の絞り部１０６ｂと係
合し、固定子１０８の位置決めを行うＵ字形状の回転止
め１２４と、固定子１０８の下面に止着され、下蓋１０
５と係合し、固定子１０８を保持する弾性係止片１２５
により、固定止１０８は方向性を考慮する必要がなく、
任意の位置にて固定できる為、組立作業性が向上でき
る。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の三方弁は、
流入口と第１流出口と第２流出口を有する弁本体と、前
記弁本体の上部外周に固定された円盤状の下蓋と、さら
にその上部に固定された円筒状のキャップと、前記キャ
ップの外側に設けられたモータのコイル部を構成する固
定子と、前記キャップの内側に設けられた前記モータの
回転部を構成する回転子と、前記流入口と前記第１流出
口の間に設けられた第１弁座と、前記流入口と前記第２
流出口の間に設けられた第２弁座と、前記第１弁座を開
閉する第１弁体と、前記第２弁座を開閉する第２弁体
と、前記第１弁座と前記第１弁体の間に挿入された第１
圧縮バネと、前記第２弁座と前記第２弁体の間に挿入さ
れた第２圧縮バネと、前記回転子と共に回転するよう前
記回転子に保持されたカムと、前記カム下面でかつ前記
第１弁体及び前記第２弁体と接する位置に設けられた台
形状凸部とから構成され、前記カムの回転により前記台
形状凸部を介して前記第１弁体及び前記第２弁体を個別
に変位させることにより冷媒流路の切り替えと遮断が行
えるようにしたことにより、摩耗による開閉動作への影
響が少なく長期信頼性が向上でき、構造もシンプルであ
り安価とすることができる。さらに、前記第１弁座及び
前記第２弁座を同時に閉塞できる為、コンプレッサ停止
時、高圧側の冷媒がエバポレータに流れ込むのを防止で
き冷凍サイクルの効率の向上ができる。

【００６６】また、前記カムを前記回転子の回転軸方向
に摺動自在に配置し、前記回転子と前記カムの間に付勢
バネを介在させ、前記付勢バネの力を、前記第１圧縮バ
ネと前記第２圧縮バネの合力より大きく設定することに
より、前記カムの高さ位置を調整することなく、確実に
弁を閉じることができるので切り替え動作の信頼性が向
上できる。

【００６７】また、前記回転子の中心にシャフトを一体
的に設け、前記キャップの端部中央に設けられた軸受と
前記弁本体に設けられた軸受により、前記シャフトを回
転自在に支持することにより、回転子のガタツキが防止
でき動作時の騒音が低減できる。

【００６８】また、前記第１弁体と前記カムの間及び前
記第２弁体と前記カムの間にそれぞれ第１ボール、第２
ボールを挿入し、前記カム回転時の抵抗を減少すること
により、冷媒流路切り替えに必要なモータの回転トルク
を小さくできるので、モータ部の小型化が図れる。

【００６９】また、前記第１弁座閉塞時及び前記第２弁
座閉塞時に、前記カムの外周の一部に設けたストッパー
部を突起部に当節させて前記カムの回転を規制すること
により、冷媒流路切り替えポイントを明確にできるの
で、簡単な制御で三方弁を動作させることができる。

【００７０】また、前記第１弁体及び前記第２弁体を前
記カムに設けた前記台形状凸部の傾斜面で変位させる過
程において任意の位置で前記カムの回転を停止すること
で前記第１弁体及び前記第２弁体の変位量を調節し、各
流出口へ流れる冷媒量を調節することができるので負荷
に応じた冷媒流量制御が可能であり、冷凍サイクルの効
率が向上でき節電を図ることができる。

【００７１】また、流入口と第１流出口と第２流出口を
有する弁本体と、前記弁本体の上部外周に固定された円
盤状の下蓋と、さらにその上部に固定された円筒状のキ
ャップと、前記キャップの外側に設けられたモータのコ
イル部を構成する固定子と、前記キャップの内側に設け
られた前記モータの回転部を構成する回転子を有する三
方弁において、前記固定子の上面に止着され前記キャッ
プに設けられた多角形の絞り部と係合し前記固定子の位
置決めを行うＵ字形状の回転止めと、前記固定子の下面
に止着され前記下蓋と係合し前記固定子を保持する弾性
係止片により、前記固定子は方向性を考慮する必要がな
く任意の位置にて固定できる為、組立作業性が向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による三方弁の実施例において一方の弁
座を開け他方の弁座を閉じた状態の断面図

【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図

【図３】同実施例の三方弁において両方の弁座を閉じた
断面図

【図４】図４のＢ−Ｂ線における断面図

【図５】同実施例の三方弁において一方の弁座を閉じ他
方の弁座を開いた状態の断面図

【図６】図５のＣ−Ｃ線における断面図

【図７】同実施例においてカムを示す斜視図

【図８】同実施例の外形図

【図９】同実施例の三方弁を使用した冷凍サイクルの回
路図

【図１０】従来例の三方弁の断面図

【図１１】従来の三方弁を使用した冷凍サイクルの回路
図

【符号の説明】

１００三方弁１０１流入口１０２第１流出口１０３第２流出口１０４弁本体１０４ａ軸受１０５下蓋１０５ａ突起部１０６キャップ１０６ａ軸受１０６ｂ絞り部１０７モータ１０８固定子１０９回転子１１２シャフト１１３第１弁座１１４第２弁座１１５第１弁体１１６第２弁体１１７第１圧縮バネ１１８第２圧縮バネ１１９第１ボール１２０第２ボール１２１カム１２１ａストッパー部１２２台形状凸部１２２ｃ、１２２ｄ傾斜面１２３付勢バネ１２４回転止め１２５弾性係止片

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流入口と第１流出口と第２流出口を有す
る弁本体と、前記弁本体の上部外周に固定された円盤状
の下蓋と、さらにその上部に固定された円筒状のキャッ
プと、前記キャップの外側に設けられたモータのコイル
部を構成する固定子と、前記キャップの内側に設けられ
た前記モータの回転部を構成する回転子と、前記流入口
と前記第１流出口の間に設けられた第１弁座と、前記流
入口と前記第２流出口の間に設けられた第２弁座と、前
記第１弁座を開閉する第１弁体と、前記第２弁座を開閉
する第２弁体と、前記第１弁座と前記第１弁体の間に挿
入された第１圧縮バネと、前記第２弁座と前記第２弁体
の間に挿入された第２圧縮バネと、前記回転子と共に回
転するよう前記回転子に保持されたカムと、前記カム下
面でかつ前記第１弁体及び前記第２弁体と接する位置に
設けられた台形状凸部とから構成され、前記カムの回転
により前記台形状凸部を介して前記第１弁体及び前記第
２弁体を個別に変位させることにより冷媒流路の切り替
えと遮断が行えるようにしたことを特徴とする三方弁。
【請求項２】前記カムを前記回転子の回転軸方向に摺
動自在に配置し、前記回転子と前記カムの間に付勢バネ
を介在させ、前記付勢バネの力を前記第１圧縮バネと前
記第２圧縮バネの合力より大きく設定したことを特徴と
する請求項１記載の三方弁
【請求項３】前記回転子の中心にシャフトを一体的に
設け、前記キャップの端部中央に設けられた軸受と前記
弁本体に設けられた軸受により、前記シャフトを回転自
在に支持したことを特徴とする請求項１、２記載の三方
弁。
【請求項４】前記第１弁体と前記カムの間及び前記第
２弁体と前記カムの間にそれぞれ第１ボール、第２ボー
ルを回転自在に配置し、前記カムの回転により、前記第
１ボール及び前記第２ボールが前記カム下面に設けられ
た前記台形状凸部上を回転しながら前記カムの回転軸方
向に変位することにより、前記第１弁体及び前記第２弁
体を変位させることを特徴とする請求項１、２、３記載
の三方弁。
【請求項５】前記第１弁座閉塞時及び前記第２弁座閉
塞時に、前記カムの外周の一部に設けたストッパー部を
突起部に当接させて前記カムの回転を止めることによ
り、回転角度を規制したことを特徴とする請求項１、
２、３、４記載の三方弁。
【請求項６】前記モータを構成する前記固定子にパル
ス通電することにより前記回転子の回転を制御し、前記
第１弁体及び前記第２弁体を前記カムに設けた前記台形
状凸部の傾斜面で変位させる過程において任意の位置で
前記カムの回転を停止することで前記第１弁体及び前記
第２弁体の変位量を調節することを特徴とする請求項
１、２、３、４、５記載の三方弁。
【請求項７】流入口と第１流出口と第２流出口を有す
る弁本体と、前記弁本体の上部外周に固定された円盤状
の下蓋と、さらにその上部に固定された円筒状のキャッ
プと、前記キャップの外側に設けられたモータのコイル
部を構成する固定子と、前記キャップの内側に設けられ
た前記モータの回転部を構成する回転子を有する三方弁
において、前記固定子の一端に止着され前記キャップに
設けられた多角形の絞り部と係合し前記固定子の位置決
めを行うＵ字形状の回転止めと、前記固定子の他端に止
着され前記下蓋と係合し前記固定子を保持する弾性係止
片の構成により、前記固定子が任意の位置にて固定でき
ることを特徴とする三方弁。