JP2002213626A - 電動式切換弁および冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エネルギを、よ
り高度に両立するために、冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイク
ル装置等で使用される電動式切換弁を提供すること。 【解決手段】 ステッピングモータ３０とロータ３１が
分割回転することにより、ロータ３１の端面に形成され
ている端面カム３６によって各出口ポートＢ、Ｃ毎のボ
ール弁体２１、２２を個別に開閉駆動し、ロータ３１の
所定角度ずつの分割回転によって多様な切換状態を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電動式切換弁お
よび冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】年間を通して使用される家庭用冷凍・冷
蔵庫の多彩、緻密な作動・制御を可能にし、家庭用冷凍
・冷蔵庫の高性能化と省エネルギを両立する要求は、近
年、高まっている。

【０００３】そのような冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル
装置として、特開平１１−１３２５７７号公報には、圧
縮機の吐出側に凝縮器が接続され、その凝縮器の下流側
に三方弁の入口ポートが接続され、その三方弁の一方の
出口ポートに冷凍室用キャピラリチューブが、他方の出
口ポートに冷蔵室用キャピラリチューブが各々接続さ
れ、冷凍室用キャピラリチューブおよび冷蔵室用キャピ
ラリチューブの下流側に冷凍室用蒸発器、冷蔵室用蒸発
器、圧縮機の吸入側が接続された冷凍サイクル装置が示
されている。

【０００４】上述の冷凍サイクル装置では、三方弁の切
換動作により、凝縮器の下流側が冷凍室用キャピラリチ
ューブと冷蔵室用キャピラリチューブの何れか一方に選
択的に接続され、冷凍室優先の運転モードと冷蔵室優先
の運転モードとを選択設定することができ、サイクル効
率を高めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
冷凍サイクル装置では、三方弁は、入口ポートを一方の
出口ポートにのみ接続する切換位置と、入口ポートを他
方の出口ポートにのみ接続する切換位置の２位置しか有
していないため、運転モードは、自ずと、凝縮器の下流
側を冷凍室用キャピラリチューブに接続した冷凍室優先
の運転モードと、凝縮器の冷蔵室用キャピラリチューブ
に接続した冷蔵室優先の運転モードにしか設定できず、
冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エネルギを、より高度に両
立することについて、充分ではない。

【０００６】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エ
ネルギを、より高度に両立するために、多様な切換状態
を確立し、冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置等で使用
される電動式切換弁、および冷凍・冷蔵庫の高性能化と
省エネルギを、より高度に両立する冷凍・冷蔵庫用の冷
凍サイクル装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１記載の発明による電動式切換弁は、次の
事項（１）〜（５）により特定されるものである。 （１）弁室に対して常時連通の入口ポートと、弁体によ
り開閉される複数個の出口ポートとが弁座部材に形成さ
れていること。 （２）前記弁体は各出口ポート毎に各々個別に各出口ポ
ートの軸線方向に移動可能に設けられ、各出口ポートの
周りに画定された弁座部に選択的に着座して各出口ポー
トを各々に開閉すること。 （３）前記弁体を各々弁開方向に付勢する弁開ばねが設
けられていること。 （４）回転式の電動アクチュエータが設けられており、
電動アクチュエータのロータの端面に端面カムが形成さ
れていること。 （５）前記端面カムは前記弁体と当接係合し、前記ロー
タの回転によってカム作用により前記弁体を前記開弁ば
ねのばね力に抗して前記出口ポートの軸線方向に移動さ
せ、前記弁体を各々個別に前記弁座部に着座させるこ
と。

【０００８】この発明による電動式切換弁によれば、電
動アクチュエータのロータが回転することにより、ロー
タの端面に形成されている端面カムによって各出口ポー
ト毎の弁体が個別に開閉駆動され、ロータの所定角度ず
つの分割回転によって多様な切換状態が得られる。

【０００９】また、請求項２記載の発明による電動式切
換弁は、上述の事項（１）〜（５）に加えて事項（６）
〜（９）により特定されるものである。 （６）前記ロータは前記出口ポートの軸線方向に移動可
能に設けられ、前記ロータを弁閉方向に付勢するロータ
ばねが設けられていること。 （７）前記ロータばねは、前記開弁ばねのばね力より強
いばね力を有し、弁座部に着座している弁体を弁座部に
押し付けること。 （８）前記ロータは前記ロータばねによる弁閉方向の移
動量を制限され、前記弁体のすべてが前記弁座部より離
間した切換モード時には、前記ロータの弁閉方向の移動
制限によって前記弁体に前記ロータばねのばね力が作用
しないようにし、前記弁開ばねによる前記弁体の弁開移
動を保証すること。

【００１０】この発明による電動式切換弁によれば、弁
閉状態にある弁体がロータばねのばね力によって弁座部
に押し付けられ、充分な弁締切特性（弁閉性能）が得ら
れる。

【００１１】また、請求項３に記載の発明による電動式
切換弁は、更に、前記弁体が出口ポートの軸線方向に移
動することを案内するガイド部材が設けられているもの
である。

【００１２】この発明による電動式切換弁によれば、ガ
イド部材によって弁体が出口ポートの軸線方向に移動す
ることが正しく案内される。

【００１３】また、請求項４記載の発明による電動式切
換弁は、更に、前記弁座部材がこれを保持するベースプ
レートと共に板状部材により構成され、前記弁体の配置
部側に前記電動アクチュエータの前記ロータを回転可能
に収容するキャップ形状のロータケースが気密に接続さ
れ、当該ロータケースと前記弁座部材とでロータ収容室
を兼ねた弁室が画定され、前記電動アクチュエータはス
テッピングモータであって、前記ロータには多極磁石が
一体的に設けられ、前記ロータケースの外側には前記ス
テータコイル組立部材が固定されているものである。

【００１４】この発明による電動式切換弁によれば、弁
座部材側のベースプレートとステッピングモータのロー
タケースとで弁室が画定され、本体部としての弁ハウジ
ングを必要としない。ロータはステッピングモータのロ
ータとしてパルス制御によって回転角度を制御されて回
転する。

【００１５】また、請求項５記載の発明による電動式切
換弁は、更に、前記ロータの１回転内において、前記ロ
ータの回転方向の基点位置と最大回転位置を設定するス
トッパ機構が前記ロータと前記弁座部材との間に設けら
れ、前記ベースプレートに前記基点位置を基準として所
定回転角毎に位相合わせ用凹凸係合部が複数個形成さ
れ、前記ステータコイル組立部材に前記位相合わせ用凹
凸係合部に廻り止め状態で係合する係合部が設けられて
いるものである。

【００１６】この発明による電動式切換弁によれば、ス
トッパ機構によってロータの１回転内におけるロータの
回転方向の基点位置と最大回転位置が設定され、ステー
タコイル組立部材の係合部がベースプレート側の位相合
わせ用凹凸係合部の一つに係合することにより、ストッ
パ機構による基点位置と相対的にステッピングモータの
位相合わせが行われる。

【００１７】また、請求項６記載の発明による電動式切
換弁は、請求項１〜５の何れか１項記載の電動式切換弁
において、第１の出口ポートと第２の出口ポートの二つ
の出口ポートが設けられ、前記ロータの分割回転によ
り、第１の出口ポートの弁体が第１の出口ポートの弁座
部より離間して当該第１の出口ポートを開き、第２の出
口ポートの弁体が第２の出口ポートの弁座部に着座して
当該第２の出口ポートを閉じる第１の切換位置と、第１
の出口ポートの弁体が第１の出口ポートの弁座部より離
間して当該第１の出口ポートを開き、第２の出口ポート
の弁体も第２の出口ポートの弁座部により離間して当該
第２の出口ポートを開く第２の切換位置と、第１の出口
ポートの弁体が第１の出口ポートの弁座部に着座して当
該第１の出口ポートを閉じ、第２の出口ポートの弁体が
第２の出口ポートより離間して当該第２の出口ポートを
開く第３の切換位置との間に切り換るものである。

【００１８】この発明による電動式切換弁によれば、ロ
ータの分割回転によって、第１の出口ポートのみが開い
た第１の切換位置と、第１の出口ポートと第２の出口ポ
ートの両方が開いた第２の切換位置と、第２の出口ポー
トのみが開いた第３の切換位置の、三つの切換位置が得
られ、電動式三方切換弁として動作する。

【００１９】また、上述の目的を達成するために、請求
項７記載の発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装
置は、圧縮機の吐出側からの冷媒を凝縮器を経て冷凍室
用キャピラリチューブ乃至冷凍室用蒸発器と冷蔵室用キ
ャピラリチューブ乃至冷蔵室用蒸発器とに選択的に供給
し、これら冷凍室用キャピラリチューブ乃至冷凍室用蒸
発器及び冷蔵室用キャピラリチューブ乃至冷蔵室用蒸発
器から前記圧縮機の吸入側に環流させる冷凍・冷蔵庫用
の冷凍サイクル装置において、前記凝縮器と、前記冷凍
室用キャピラリチューブ及び前記冷蔵室用キャピラリチ
ューブとの間に請求項６記載の電動式切換弁が介設され
ており、前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続さ
れており、前記第１の出口ポートに前記冷凍室用キャピ
ラリチューブの上流側が接続されており、前記第２の出
口ポートに前記冷蔵室用キャピラリチューブの上流側が
接続されているものである。

【００２０】この構成によれば、電動式切換弁の弁体が
電動式アクチュエータによって分割回転駆動されること
により、第１の切換位置〜第３の切換位置による３種類
の運転モードが得られ、第１の切換位置では凝縮器の下
流側に冷凍室用キャピラリチューブだけが連通接続され
る第１の運転モードが、第２の切換位置では凝縮器の下
流側に冷凍室用キャピラリチューブと冷蔵室用キャピラ
リチューブの双方が連通接続される第２の運転モード
が、第３の切換位置では凝縮器の下流側に冷蔵室用キャ
ピラリチューブだけが連通接続される第３の運転モード
が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１はこの発明によ
る冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置の一つの実施の形
態を示している。冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置
は、圧縮機１と、凝縮器（放熱器）２と、冷凍室用キャ
ピラリチューブ（Ｃ．Ｔ．Ｆ）３と、冷蔵室用キャピラ
リチューブ（Ｃ．Ｔ．Ｒ）４と、冷凍室用蒸発器５と、
冷蔵室用蒸発器６と、電動式切換弁（電動式三方切換
弁）７とを有している。

【００２２】圧縮機１の吐出側には凝縮器２が接続さ
れ、凝縮器２の下流側に電動式切換弁７の入口ポートＡ
が接続され、電動式切換弁７の第１の出口ポートＢに冷
凍室用キャピラリチューブ３が接続され、電動式切換弁
７の第２の出口ポートＣに冷蔵室用キャピラリチューブ
４が接続され、冷蔵室用キャピラリチューブ４の下流側
に、冷蔵室用蒸発器６、冷凍室用蒸発器５、圧縮機１の
吸入側が順に接続されている。また、冷凍室用キャピラ
リチューブ３の下流側は冷蔵室用蒸発器６の下流側で、
かつ、冷凍室用蒸発器５の上流側に接続されている。

【００２３】つぎに、図２〜図６を参照してこの発明に
よる電動式切換弁７の他の実施の形態について説明す
る。

【００２４】電動式切換弁７は、円盤状のベースプレー
ト１０を有している。ベースプレート１０は、ステンレ
ス鋼等による金属板材により構成され、Ａ継手１１とＢ
継手１２とＣ継手１３の各々の端部をろう付け等により
取り付けられている。ベースプレート１０上には小判形
をした弁座板１４が、ベースプレート１０にエンボス形
成された位置合わせ凸部１５と弁座板１４に形成された
位置合わせ孔１６との係合によって位置決め配置されて
いる。

【００２５】弁座板１４は同一半径上にて互いに１８０
度回転変位した位置に第１の出口ポートＢと第２の出口
ポートＣとを貫通形成されている。第１の出口ポート
Ｂ、第２の出口ポートＣの各々の周りには円環状の弁座
部１７、１８が形成されている。第１の出口ポートＢは
Ｂ継手１２に直接連通し、第２の出口ポートＣはＣ継手
１３に直接連通している。なお、Ａ継手１１は弁座板１
４と重ならない位置にあり、Ａ継手１１のベースプレー
ト１０に対する開口部は常開の入口ポートＡをなしてい
る。

【００２６】入口ポートＡはＡ継手１１によって凝縮器
２の出口側（下流側）に接続され、第１の出口ポートＢ
はＢ継手１２によって冷凍室用キャピラリチューブ３の
入口側に接続され、第２の出口ポートＣにはＣ継手１３
によって冷蔵室用キャピラリチューブ４の入口側に接続
される。

【００２７】ベースプレート１０の上面側にはキャップ
形状の金属製のロータケース１９が、その下端全周をも
って溶接、ろう付け等により気密に接続されている。ロ
ータケース１９はベースプレート１０と共働して内部に
気密構造のロータ・弁室２０を画定している。入口ポー
トＡは、配置位置からして、ロータ・弁室２０に常時連
通している。

【００２８】ロータ・弁室２０内には、換言すれば、弁
座板１４上には、第１の出口ポートＢと第２の出口ポー
トＣとの各々に対してボール弁体２１、２２が個別に設
けられている。ボール弁体２１は、弁座部１７に着座す
ることにより第１の出口ポートＢを閉じ、この状態より
真上、すなわち、出口ポートＢの軸線方向に移動するこ
とにより、弁座部１７より離間して出口ポートＢを開
く。また、ボール弁体２２は、弁座部１８に着座するこ
とにより第２の出口ポートＣを閉じ、この状態より真
上、すなわち、出口ポートＣの軸線方向に移動すること
により、弁座部１８より離間して出口ポートＣを開く。

【００２９】弁座板１４上には板金製の弁ガイド部材２
３が固定されている。弁ガイド部材２３は、ボール弁体
２１、２２の球径より少し小さい内径の係合孔２３ａ、
２３ｂを形成され、合孔２３ａ、２３ｂにボール弁体２
１、２２が係合することにより、ボール弁体２１、２２
の最大弁開位置（上昇位置）を規定し、併せてボール弁
体２１、２２が出口ポートＢ、Ｃの軸線方向（垂直上下
方向）に移動することを案内する。

【００３０】ボール弁体２１と弁座板１４との間と、も
う一つのボール弁体２２と弁座板１４との間には各々圧
縮コイルばねによる弁開ばね２４、２５が設けられてい
る。弁開ばね２４、２５は、各々、ボール弁体２１、２
２を弁開方向（上方）に付勢している。

【００３１】ロータケース１９内には、ステッピングモ
ータ３０のロータ３１が回転可能に、且つ軸線方向（上
下方向）に移動可能設けられている。ロータ３１は外周
部に多磁極構造のプラスチックス製のマグネット３２を
一体成形されている。なお、マグネット３２をフェライ
トマグネットにより構成し、マグネット３２をロータ３
１にインサート成形することもできる。

【００３２】ロータ３１の中心部には中心孔３３が軸線
方向に貫通形成されている。中心孔３３にはセンタピン
３４が貫通挿入されている。センタピン３４の下端は、
弁座板１４を貫通してベースプレート１０に形成された
中心係合孔１０ａに圧入され、弁座板１４の貫通部分を
かしめ１４ａによって固定されている。センタピン３４
の上端は摺動材製の軸受部材３５に回転可能に係合して
いる。軸受部材３５はロータケース１９の頂部に形成さ
れた軸受け凹部１９ａに係合している。

【００３３】これによりセンタピン３４は、上下両端を
固定側より支持され、ロータ３１を高い同心度をもって
高精度に回転可能に、且つ軸線方向に移動可能に支持す
る。なお、ロータ３１の回転中心は、ベースプレート１
０、弁座板１４の中心と同心になっている。

【００３４】ロータ３１がボール弁体２１、２２と対向
する下端面には端面カム３６が形成されている。端面カ
ム３６は、ロータ３１と同心に円環状に形成され、寸法
差ｈを有する弁閉用の高ランドカム面部３６ａと弁開用
の低ランドカム面部３６ｂと、この両者を滑らかに接続
する傾斜カム面部３６ｃを各々所定の回転角範囲に有し
ており（図７（ａ）参照）、これらカム面部３６ａ，３
６ｂ，３６ｃにボール弁体２１、２２が摺動（転動）可
能に当接係合する凹溝による弁レール部３６ｄが形成さ
れている。

【００３５】概略的には、ロータ３１の分割回転によっ
て、高ランドカム面部３６ａがボール弁体２１あるいは
２２の位置と対応することにより、弁開ばね２４、２５
のばね力に抗してボール弁体２１、２２を軸線方向に降
下させて弁座部１７、１８に着座させ、これに対し、低
ランドカム面部３６ｂがボール弁体２１、２２の位置と
対応することにより、弁開ばね２４、２５のばね力によ
るボール弁体２１、２２の軸線方向に上昇を許し、ボー
ル弁体２１、２２を弁座部１７、１８より離間させるよ
うになっている。

【００３６】軸受部材３５の端面とロータ３１の上端面
との間には圧縮コイルばねによるロータばね３７が設け
られている。ロータばね３７は、弁開ばね２４、２５よ
り強いばね力を有し、ロータ３１を下向き、すなわち弁
閉方向に付勢している。

【００３７】高ランドカム面部３６ａと低ランドカム面
部３６ｂとの寸法差ｈは、ボール弁体２１、２２の最大
開閉リフト量より大きく設定されている。これにより、
高ランドカム面部３６ａがボール弁体２１あるいは２２
と対応する状態では（図３（ａ），（ｃ）参照）、寸法
差ｈと最大開閉リフト量との差だけ、ロータ３１がロー
タばね３７のばね力に抗して浮き上がることになる。こ
の状態では、ロータばね３７のばね力がボール弁体２１
あるいは２２に作用し、ボール弁体２１あるいは２２を
弁座部１７あるいは１８に押し付けることになる。

【００３８】ロータ３１は、低ランドカム面部３６ｂが
ボール弁体２１、２２の双方に対する回転位置において
は（図３（ｂ）参照）、降下して中央下部３１ａが弁ガ
イド部材２３の上面２３ｃに当接することにより、ロー
タばね３７による弁閉方向の移動量を制限され、それ以
上、ロータばね３７のばね力がボール弁体２１、２２に
作用しないようにし、ボール弁体２１、２２の双方が弁
開ばね２４、２５のばね力によって弁座部１７、１８よ
り離間する弁開移動を保証する。

【００３９】弁座板１４にはストッパ片３８が折曲形成
されており、ロータ３１の下端部にはストッパ部３９が
突出成形されている。ストッパ部３９はストッパ片３８
と当接することにより、ロータ３１の回転を規制するも
のであり、ロータ３１の反時計廻り方向の回転によって
ストッパ部３９がストッパ片３８と当接することによ
り、ロータ３１の回転方向の基点位置（０°位置）を設
定し、これとは反対に、ロータ３１の時計廻り方向の回
転によってストッパ部３９がストッパ片３８と当接する
ことにより、ロータ３１の１回転内の最大回転位置（２
７０°位置）を設定する。

【００４０】ロータケース１９の外側にはステッピング
モータ３０の円筒状のステータコイル組立部材４０が嵌
合装着されている。ステータコイル組立部材４０は、ボ
ビン４１、巻線部（ステータコイル）４２、金属製の底
板４３等をモールド樹脂部４５により絶縁モールドさ
れ、モールド樹脂部４５に通電コネクタ４６を設けられ
ている。ステータコイル４２は、通電コネクタ４６に接
続された通電ケーブル４４による通電によって、たとえ
ば、Ａ相励磁する。

【００４１】ステータコイル組立部材４０の底板４３に
は、ステータコイル４２の励磁基点（たとえば、Ａ相励
磁）に相関する回転方向位置に係合片４７が一体成形さ
れている。係合片４７はベースプレート１０に形成され
ている位相合わせ用係合凹部４８の一つに選択的に廻り
止め状態で着脱可能に係合する。

【００４２】位相合わせ用係合凹部４８は、ベースプレ
ート１０の底面部外周に、ロータ３１の基点位置を基準
としてステッピングモータの３０磁極数に対応する所定
回転角毎、この実施の形態では、ステッピングモータ３
０の磁極数が２０であることにより、３６度毎に１０個
形成されている。これにより、ロータ３１の基点位置に
相関してステッピングモータ３０の位相合わせが行われ
る。

【００４３】つぎに、上述の構成による電動式切換弁７
の動作について図３、図７を参照して説明する。ステッ
ピングモータ３０のステータコイル４２に対するパルス
通電制御によってロータ３１が分割回転駆動される。

【００４４】ロータ３１が基点位置より第１の角度θ１
まで回転する範囲では、図３（ａ）に示されているよう
に、端面カム３６の高ランドカム面部３６ａがボール弁
体２２に対応し、低ランドカム面部３６ｂがボール弁体
２１に対応する。この状態では、ボール弁体２１が弁開
ばね２４のばね力によって第１の出口ポートＢの弁座部
１７より離間して第１の出口ポートＢを開き、ボール弁
体２２が第２の出口ポートＣの弁座部１８に着座し、し
かもロータばね３７のばね力によってボール弁体２２が
弁座部１８に押し付けられて第２の出口ポートＣを閉じ
る第１の切換位置が得られる。

【００４５】ロータ３１が第２の角度θ２〜第３の角度
θ３（ただしθ１＜θ２＜θ３）の回転角範囲にある場
合には、図３（ｂ）に示されているように、端面カム３
６の傾斜カム面部３６ｃがボール弁体２１、２２の双方
に対応する。この状態では、ボール弁体２１が弁開ばね
２４のばね力によって第１の出口ポートＢの弁座部１７
より離間して第１の出口ポートＢを開き、もう一つのボ
ール弁体２２も弁開ばね２５のばね力によって第２の出
口ポートＣの弁座部１８より離間して第２の出口ポート
Ｃを開く第２の切換位置が得られる。

【００４６】ロータ３１が第４の角度θ４〜最大回転位
置に対応する角度（ただしθ１＜θ２＜θ３＜θ４）の
回転角範囲にある場合には、図３（ｃ）に示されている
ように、端面カム３６の高ランドカム面部３６ａがボー
ル弁体２１に対応し、低ランドカム面部３６ｂがボール
弁体２２に対応する。この状態では、ボール弁体２１が
第１の出口ポートＢの弁座部１７に着座し、しかもロー
タばね３７のばね力によってボール弁体２１が弁座部１
７に押し付けられて第１の出口ポートＢを閉じ、ボール
弁体２２が弁開ばね２５のばね力によって第２の出口ポ
ートＣの弁座部１８より離間して第２の出口ポートＣを
開く第３の切換位置が得られる。

【００４７】なお、θ１〜θ２の角度範囲、θ３〜θ４
の角度範囲は、ボール弁体２１、２２の何れかが端面カ
ム３６の傾斜カム面部３６ｃに対応する遷移領域であ
る。

【００４８】上述の電動式切換弁７では、以下のような
効果が得られる。 （１）３個の切換位置等により多様な切換状態を確立で
きる。 （２）切換動作時を除き、非通電で、各切換位置が保た
れ、消費電力の低減が図られる。 （３）ステッピングモータ３０の効率化および弁動作の
自由度をロータ下面の端面カム３６のリード形状により
得ることができる。また、端面カム３６のリード形状の
自由度から、各継手面間の制限を緩和できる。 （４）各ボール弁体２１、２２の開閉移動がポート軸線
方向（上下方向）であり、弁座面１７、１８の耐久性が
得られる。 （５）ロータばね３７のばね力により完全な弁閉状態が
得られる。 （６）板状のベースプレート１０の使用により、本体部
としての弁ハウジングを不要にして小型軽量化が図ら
れ、併せてコストダウンが図られる。

【００４９】つぎに、上述の電動式切換弁７を含む冷凍
・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置の動作について説明す
る。電動式切換弁７のロータ３１がステッピングモータ
３０によって分割回転駆動されることにより、上述の第
１の切換位置〜第３の切換位置の３位置が得られる。

【００５０】これにより、図３（ａ）に示されているよ
うな第１の切換位置では、凝縮器２の下流側に冷凍室用
キャピラリチューブ３だけが連通接続される第１の運転
モードが、図３（ｂ）に示されているような第２の切換
位置では凝縮器２の下流側に冷凍室用キャピラリチュー
ブ３と冷蔵室用キャピラリチューブ４の双方が連通接続
される第２の運転モードが、図３（ｃ）に示されている
ような第３の切換位置では凝縮器２の下流側に冷蔵室用
キャピラリチューブ４だけが連通接続される第３の運転
モードが各々得られる。これにより、冷凍・冷蔵庫の高
性能化と省エネルギを、より高度に両立することができ
るようになる。

【００５１】なお、この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷
凍サイクル装置の冷媒回路構成は図１に示されているよ
うなものに限定されることはなく、冷凍室用キャピラリ
チューブ３と冷凍室用蒸発器５との直列回路と、冷蔵室
用キャピラリチューブ４と冷蔵室用蒸発器６との直列回
路とが互いに並列に設けられたものであってもよく、こ
れらの直列回路と凝縮器２との接続を電動式切換弁７に
より切り換えることもできる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１に記載の発明による電動式切換弁によれば、電動アク
チュエータのロータが回転することにより、ロータの端
面に形成されている端面カムによって各出口ポート毎の
弁体が個別に開閉駆動され、ロータの所定角度ずつの分
割回転によって多様な切換状態が得られる。また、各弁
体の開閉移動がポート軸線方向であることにより、弁座
面の耐久性が得られる。

【００５３】請求項２記載の発明による電動式切換弁に
よれば、更に、弁閉状態にある弁体がロータばねのばね
力によって弁座部に押し付けられ、充分な弁締切特性
（弁閉性能）が得られ、弁漏れが生じることがない。

【００５４】請求項３に記載の発明による電動式切換弁
によれば、更に、ガイド部材によって弁体が出口ポート
の軸線方向に移動することが正しく案内され、弁体の開
閉動作の信頼性が向上する。

【００５５】請求項４記載の発明による電動式切換弁に
よれば、更に、弁座部材側のベースプレートとステッピ
ングモータのロータケースとで弁室が画定され、本体部
としての弁ハウジングを必要とせず、切換弁の小型軽量
化を図ることができ、併せてコストダウンを図ることが
できる。

【００５６】請求項５記載の発明による電動式切換弁に
よれば、更に、ストッパ機構によってロータの１回転内
におけるロータの回転方向の基点位置と最大回転位置が
設定され、ステータコイル組立部材の係合部がベースプ
レート側の位相合わせ用凹凸係合部の一つに係合するこ
とにより、ストッパ機構による基点位置と相対的にステ
ッピングモータの位相合わせが行われ、ロータの分割回
転駆動が所要の特性をもって行われるようになる。

【００５７】請求項６記載の発明による電動式切換弁に
よれば、ロータの分割回転によって、第１の出口ポート
のみが開いた第１の切換位置と、第１の出口ポートと第
２の出口ポートの両方が開いた第２の切換位置と、第２
の出口ポートのみが開いた第３の切換位置の、三つの切
換位置が得られ、電動式三方切換弁として動作する。

【００５８】請求項７記載の発明による冷凍・冷蔵庫用
の冷凍サイクル装置によれば、電動式切換弁の弁体が電
動式アクチュエータによって分割回転駆動されることに
より、第１の切換位置〜第３の切換位置による３種類の
運転モードが得られ、第１の切換位置では凝縮器の下流
側に冷凍室用キャピラリチューブだけが連通接続される
第１の運転モードが、第２の切換位置では凝縮器の下流
側に冷凍室用キャピラリチューブと冷蔵室用キャピラリ
チューブの双方が連通接続される第２の運転モードが、
第３の切換位置では凝縮器の下流側に冷蔵室用キャピラ
リチューブだけが連通接続される第３の運転モードが得
られるから、多彩、秘密な作動・制御が行われ、冷凍・
冷蔵庫の高性能化と省エネルギ化が、より高度に両立す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル
装置の一つの実施の形態を示す構成図である。

【図２】この発明による電動式切換弁の一つの実施の形
態を示す断面図である。

【図３】（ａ）〜（ｃ）はこの発明による電動式切換弁
の各切換位置状態を示す図である。

【図４】この発明による電動式切換弁の一つの実施の形
態を示す分解斜視図である。

【図５】この発明による電動式切換弁の端面カム部分の
斜視図である。

【図６】この発明による電動式切換弁のベースプレート
の斜視図である。

【図７】（ａ）はこの発明による電動式切換弁の端面カ
ム形状を示す展開図、（ｂ）はこの発明による電動式切
換弁の開閉動作特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 圧縮機 ２ 凝縮器 ３ 冷凍室用キャピラリチューブ ４ 冷蔵室用キャピラリチューブ ５ 冷凍室用蒸発器 ６ 冷蔵室用蒸発器 ７ 電動式切換弁 １０ ベースプレート １４ 弁座板 １７、１８ 弁座部 １９ ロータケース ２０ ロータ・弁室 ２１、２２ ボール弁体 ２４、２５ 弁開ばね ３０ ステッピングモータ ３１ ロータ ３２ マグネット ３４ センタピン ３６ 端面カム ３７ ロータばね ４０ ステータコイル組立部材 ４７ 係合片 ４８ 位相合わせ用係合凹部 Ｂ 第１の出口ポート Ｃ 第２の出口ポート Ａ 入口ポート

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H062 AA02 AA13 BB28 BB30 CC02 FF39 HH03 HH04 HH08 HH09 3H067 AA03 AA04 AA38 BB03 BB12 CC02 CC22 CC32 CC38 CC44 CC46 CC60 DD03 DD12 DD32 DD44 EA01 EB12 FF17 GG12 GG24

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 次の事項（１）〜（５）により特定され
   る電動式切換弁。 （１）弁室に対して常時連通の入口ポートと、弁体によ
   り開閉される複数個の出口ポートとが弁座部材に形成さ
   れていること。 （２）前記弁体は各出口ポート毎に各々個別に各出口ポ
   ートの軸線方向に移動可能に設けられ、各出口ポートの
   周りに画定された弁座部に選択的に着座して各出口ポー
   トを各々に開閉すること。 （３）前記弁体を各々弁開方向に付勢する弁開ばねが設
   けられていること。 （４）回転式の電動アクチュエータが設けられており、
   電動アクチュエータのロータの端面に端面カムが形成さ
   れていること。 （５）前記端面カムは前記弁体と当接係合し、前記ロー
   タの回転によってカム作用により前記弁体を前記開弁ば
   ねのばね力に抗して前記出口ポートの軸線方向に移動さ
   せ、前記弁体を各々個別に前記弁座部に着座させるこ
   と。
2. 【請求項２】 上述の事項（１）〜（５）に加えて事項
   （６）〜（９）により特定される電動式切換弁。 （６）前記ロータは前記出口ポートの軸線方向に移動可
   能に設けられ、前記ロータを弁閉方向に付勢するロータ
   ばねが設けられていること。 （７）前記ロータばねは、前記開弁ばねのばね力より強
   いばね力を有し、弁座部に着座している弁体を弁座部に
   押し付けること。 （８）前記ロータは前記ロータばねによる弁閉方向の移
   動量を制限され、前記弁体のすべてが前記弁座部より離
   間した切換モード時には、前記ロータの弁閉方向の移動
   制限によって前記弁体に前記ロータばねのばね力が作用
   しないようにし、前記弁開ばねによる前記弁体の弁開移
   動を保証すること。
3. 【請求項３】 前記弁体が出口ポートの軸線方向に移動
   することを案内するガイド部材が設けられていることを
   特徴とする請求項１または２記載の電動式切換弁。
4. 【請求項４】 前記弁座部材はこれを保持するベースプ
   レートと共に板状部材により構成され、前記弁体の配置
   部側に前記電動アクチュエータの前記ロータを回転可能
   に収容するキャップ形状のロータケースが気密に接続さ
   れ、当該ロータケースと前記弁座部材とでロータ収容室
   を兼ねた弁室が画定され、前記電動アクチュエータはス
   テッピングモータであって、前記ロータには多極磁石が
   一体的に設けられ、前記ロータケースの外側には前記ス
   テータコイル組立部材が固定されていることを特徴とす
   る請求項１〜３の何れか１項記載の電動式切換弁。
5. 【請求項５】 前記ロータの１回転内において、前記ロ
   ータの回転方向の基点位置と最大回転位置を設定するス
   トッパ機構が前記ロータと前記弁座部材との間に設けら
   れ、前記ベースプレートに前記基点位置を基準として所
   定回転角毎に位相合わせ用凹凸係合部が複数個形成さ
   れ、前記ステータコイル組立部材に前記位相合わせ用凹
   凸係合部に廻り止め状態で係合する係合部が設けられて
   いることを特徴とする請求項４記載の電動式制御弁。
6. 【請求項６】 第１の出口ポートと第２の出口ポートの
   二つの出口ポートが設けられ、前記ロータの分割回転に
   より、第１の出口ポートの弁体が第１の出口ポートの弁
   座部より離間して当該第１の出口ポートを開き、第２の
   出口ポートの弁体が第２の出口ポートの弁座部に着座し
   て当該第２の出口ポートを閉じる第１の切換位置と、第
   １の出口ポートの弁体が第１の出口ポートの弁座部より
   離間して当該第１の出口ポートを開き、第２の出口ポー
   トの弁体も第２の出口ポートの弁座部により離間して当
   該第２の出口ポートを開く第２の切換位置と、第１の出
   口ポートの弁体が第１の出口ポートの弁座部に着座して
   当該第１の出口ポートを閉じ、第２の出口ポートの弁体
   が第２の出口ポートより離間して当該第２の出口ポート
   を開く第３の切換位置の間に切り換ることを特徴とする
   請求項１〜５の何れか１項記載の電動切換弁。
7. 【請求項７】 圧縮機の吐出側からの冷媒を凝縮器を経
   て冷凍室用キャピラリチューブ乃至冷凍室用蒸発器と冷
   蔵室用キャピラリチューブ乃至冷蔵室用蒸発器とに選択
   的に供給し、これら冷凍室用キャピラリチューブ乃至冷
   凍室用蒸発器及び冷蔵室用キャピラリチューブ乃至冷蔵
   室用蒸発器から前記圧縮機の吸入側に環流させる冷凍・
   冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、 前記凝縮器と、前記冷凍室用キャピラリチューブ及び前
   記冷蔵室用キャピラリチューブとの間に請求項６記載の
   電動式切換弁が介設されており、 前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続されてお
   り、 前記第１の出口ポートに前記冷凍室用キャピラリチュー
   ブの上流側が接続されており、 前記第２の出口ポートに前記冷蔵室用キャピラリチュー
   ブの上流側が接続されていることを特徴とする冷凍・冷
   蔵庫用の冷凍サイクル装置。