JP2003120849A

JP2003120849A - 集合弁

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Publication number: JP2003120849A
Application number: JP2001317569A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田; Tokumi Tsugawa; 徳巳津川; Katsumi Koyama; 克己小山
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-23
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: JP3958015B2

Abstract

(57)【要約】【課題】車輌への取り付けが簡単でコストが安くなる
ように複数の電磁弁を一体化した集合弁を提供すること
を目的とする。【解決手段】ポート２１から導入された高圧の冷媒を
ポート２２または２３に流すようにした１つのソレノイ
ドで動く三方弁とポート４１，４２間の低圧通路を開閉
するようにした１つのソレノイドで動く二方弁とを１つ
のボディ２０内に一体に構成した。三方弁の弁体３１，
３２および二方弁の弁体をなすプラグディスク４６をピ
ストン２６，４４で駆動する構成とし、そのピストン２
６，４４をこの集合弁１に導入される高圧と低圧との差
圧を利用して動かす構成にした。これにより、３つの電
磁弁機能を１つにしたことで、コンパクトになり、配管
の簡素化および集合弁を適用した冷暖房装置のコスト低
減になり、二方弁が逆止機能を有していることで逆止弁
が不要になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は集合弁に関し、特に
自動車用の冷暖房装置にて用いられる２つの弁機能を持
った集合弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の冷暖房装置は、冷房運転では
冷凍サイクルが用いられ、暖房運転には、エンジンの冷
却水を熱源として用いている。しかしながら、この暖房
用の熱源は、近年のエンジンの燃焼効率の向上により、
冷却水温度が高くならず、冬期に十分な暖房温度を得る
ことができなくなってきている。そこで、冷房と一緒に
暖房もできるようなシステムのニーズが増えている。

【０００３】図１０は従来の冷暖房装置の構成例を示す
システム図である。従来の冷暖房装置は、冷媒を圧縮す
るコンプレッサ１０１を有し、その下流側には、冷媒の
流れを切り換える２つの電磁弁１０２，１０３を有して
いる。電磁弁１０２の下流側には、圧縮された冷媒を凝
縮するコンデンサ１０４を有し、その下流側には、逆止
弁１０５および膨張装置１０６を介して電磁弁１０３の
下流側へ接続されている。電磁弁１０３および膨張装置
１０６の下流側には、室内熱交換器１０７が設けられて
いる。この室内熱交換器１０７には、ファン１０８によ
って強制循環される車室内の空気が通過するようになっ
ており、このときに車室内の空気との間で熱交換が行わ
れる。室内熱交換器１０７の下流側には、膨張装置１０
９と電磁弁１１０とを並列接続した回路が接続され、さ
らに、これらの下流側には、アキュムレータ１１１が接
続され、その出口はコンプレッサ１０１に接続されてい
る。アキュムレータ１１１は、エンジンの冷却水を熱源
とする熱交換器１１２を備え、暖房運転モード時に、コ
ンプレッサ１０１へ供給する冷媒を加熱するようにして
いる。

【０００４】以上の構成において、冷房運転モードのと
きは、電磁弁１０２を開け、電磁弁１０３を閉じ、電磁
弁１１０を開けるように制御する。これにより、コンプ
レッサ１０１によって出力された高温高圧の冷媒は、電
磁弁１０２を介してコンデンサ１０４に送られ、ここで
外気と熱交換されて凝縮される。凝縮された冷媒は、逆
止弁１０５および膨張装置１０６を通ることで断熱膨張
され、減圧された低温の冷媒になる。その後、その冷媒
は、室内熱交換器１０７に送られ、ここで車室内の空気
と熱交換されて冷房が行われる。この室内熱交換器１０
７を通るときに、冷媒は蒸発され、電磁弁１１０を介し
てアキュムレータ１１１に送られ、ここで気液分離が行
われ、分離されたガス冷媒のみがコンプレッサ１０１に
供給される。

【０００５】一方、暖房運転モードのときは、電磁弁１
０２を閉じ、電磁弁１０３を開け、電磁弁１１０を閉じ
るように制御し、アキュムレータ１１１内の熱交換器１
１２には、エンジンの冷却水を通水させるようにする。
これにより、コンプレッサ１０１によって出力された高
温高圧の冷媒は、電磁弁１０３を介して直接、室内熱交
換器１０７に供給される。ここで車室内の空気と熱交換
されて暖房が行われる。室内熱交換器１０７を通ること
によって凝縮された冷媒は、膨張装置１０９に送られ、
ここで断熱膨張されて、減圧された低温の冷媒になる。
その後、その冷媒は、アキュムレータ１１１に送られ、
ここで気液分離が行われるとともに熱交換器１１２によ
り加熱され、暖かくなったガス冷媒がコンプレッサ１０
１に供給されることになる。

【０００６】また、この冷暖房装置では、コンデンサ１
０４の下流側に電磁弁１１３および逆止弁１１４が接続
され、その逆止弁１１４の下流側がアキュムレータ１１
１の上流側に接続された回路を有している。この回路
は、コンデンサ１０４に溜まった冷媒を電磁弁１１３お
よび逆止弁１１４を介してアキュムレータ１１１に戻す
冷媒回収回路を構成している。すなわち、冷媒は、温度
の低い場所に凝縮して集まる性質を有するので、気温の
低いときに長時間駐車していると、外気に曝されている
コンデンサ１０４がもっとも温度が低くなり、そのた
め、コンデンサ１０４に冷媒が溜まってしまうことがあ
る。暖房運転モードのときは、このコンデンサ１０４を
バイパスするような冷凍サイクルが形成されるため、冷
凍サイクル内は、冷媒が希薄になり、十分な暖房運転が
できないおそれがある。

【０００７】そこで、暖房運転モードに先立って、コン
デンサ１０４に溜まっている冷媒をアキュムレータ１１
１に回収する操作が行われる。この冷媒回収モードで
は、電磁弁１０２を閉じ、電磁弁１０３を開け、電磁弁
１１３を開けるように制御する。これにより、コンプレ
ッサ１０１によって出力された高温高圧の冷媒は、電磁
弁１０３を介して室内熱交換器１０７へ送るようにして
暖房運転モードのサイクルにする。このとき、アキュム
レータ１１１の上流側は、逆止弁１１４および電磁弁１
１３を介してコンデンサ１０４に連通されているので、
コンプレッサの吸入圧力によりコンデンサ１０４に溜ま
っている冷媒を吸い出し、暖房運転モードのサイクル内
に冷媒を回収する。

【０００８】なお、この冷媒回収回路に入っている逆止
弁１１４は、暖房運転モード時に、外気によって冷やさ
れているコンデンサ１０４にアキュムレータ１１１の冷
媒が電磁弁１１３を介して流れるのを防止するためであ
る。これは、電磁弁１１３としてパイロット作動式の電
磁弁を用いた場合、弁閉状態でも、その構造上コンデン
サ１０４への流れ方向に対するリークが避けられないこ
とによる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
冷暖房装置では、コンプレッサ下流側にて冷媒の流れを
分岐させるのに２つの電磁弁を使い、また、冷媒回収回
路には冷媒の逆流を防止する逆止弁が必要なことから、
車輌への取り付けが複雑でコストが高いという問題点が
あった。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、車輌への取り付けが簡単でコストが安くなる
ように複数の電磁弁を一体化した集合弁を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、高圧の流体通路を切り換える機能と低圧
の流体通路を開閉する機能とを備えた集合弁において、
高圧の流体を導入する第１のポートと、導入された高圧
の流体を導出する第２および第３のポートと、前記第１
のポートを前記第２または第３のポートに連通させるよ
う切り換える第１の弁体と、前記第１の弁体を駆動する
第１のピストンと、前記第１のピストンの前記第１の弁
体を保持している側と反対側に形成される第１の部屋を
前記第１のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させ
るよう切り換える第１のソレノイド部とを有する三方弁
と、流体を吸引により導入する第４のポートと、流体を
吸引により導出する第５のポートと、前記第４のポート
と前記第５のポートとの間の前記低圧の流体通路を開閉
する第２の弁体と、前記第２の弁体を駆動する第２のピ
ストンと、前記第２のピストンの前記第２の弁体を保持
している側と反対側に形成される第２の部屋を前記第１
のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させるよう切
り換える第２のソレノイド部とを有する二方弁と、を一
体に備えていることを特徴とする集合弁が提供される。

【００１２】このような集合弁によれば、１個のソレノ
イド部で高圧の流体通路を切り換える三方弁と、低圧の
流体通路を開閉する二方弁とを一体に構成したことで、
コンパクトかつ低コストになり、５つのポートが集中し
ていることで車輌への取り付けが容易になる。また、高
圧を導入する第１のポートと流体を吸引により導出する
低圧の第５のポートとを備えているため、高圧と低圧と
の差圧でピストンを駆動することができる。第２の弁体
を大きな差圧で弁閉状態を維持することができるため、
従来必要であった逆止弁が不要になり、さらにコストを
低減することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、車
両用冷暖房装置の冷媒分岐および回収用の冷媒制御に適
用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は本発明による集合弁の適用例を示す
冷暖房装置のシステム図である。本発明による集合弁１
は、三方弁２と二方弁３とを一体にした形で構成されて
いる。車両用冷暖房装置において、コンプレッサ４の吐
出側は、集合弁１を構成する三方弁２の入口に接続さ
れ、三方弁２の第１の出口は、コンデンサ５の上流側に
接続され、第２の出口は、室内熱交換器６の上流側に接
続される。集合弁１を構成する二方弁３の入口は、コン
デンサ５の下流側に接続され、出口はアキュムレータ７
の上流側に接続される。

【００１５】コンデンサ５の下流側は、逆止弁８および
膨張装置９を介して室内熱交換器６の上流側に接続され
る。室内熱交換器６の下流側は、キャピラリチューブで
構成された膨張装置１０と電磁弁１１とを並列接続した
回路が接続され、これらの下流側は、アキュムレータ７
を介してコンプレッサ４の吸入側に接続されている。な
お、室内熱交換器６の近傍には、ファン１２が配置さ
れ、アキュムレータ７の中には、暖房運転モード時にエ
ンジンの冷却水を通水させる熱交換器１３が設けられて
いる。

【００１６】以上の構成の車両用冷暖房装置において、
冷房運転モードのときは、集合弁１は、その三方弁２を
コンプレッサ４とコンデンサ５とが連通するように切り
換え、二方弁３を閉じるように制御される。また、室内
熱交換器６の下流側の電磁弁１１は、膨張装置１０をバ
イパスするよう開けられる。これにより、コンプレッサ
４から吐出された高温高圧の冷媒は、集合弁１の三方弁
２を介してコンデンサ５に送られ、ここで外気と熱交換
されて凝縮される。凝縮された冷媒は、逆止弁８および
膨張装置９を通ることで断熱膨張され、減圧された低温
の冷媒になる。その冷媒は、エバポレータとして機能す
る室内熱交換器６に送られ、ここで車室内の空気と熱交
換されて冷房が行われる。この室内熱交換器６を通ると
きに蒸発された冷媒は、電磁弁１１を介してアキュムレ
ータ７に送られ、ここで気液分離が行われ、分離された
ガス冷媒がコンプレッサ４の吸入側に戻される。

【００１７】暖房運転モードに入るときは、それに先立
って、冷媒回収モードに入る。この冷媒回収モードで
は、集合弁１は、その三方弁２をコンプレッサ４と室内
熱交換器６とが連通するように切り換え、二方弁３を開
けるように制御される。また、室内熱交換器６の下流側
の電磁弁１１は、閉じられる。これにより、コンプレッ
サ４から吐出された高温高圧の冷媒は、集合弁１の三方
弁２を介して室内熱交換器６、膨張装置１０を介してア
キュムレータ７に送られる。つまり、暖房運転モードと
同じサイクルを形成する。ただし、コンデンサ５の下流
側が、集合弁１の二方弁３を介してアキュムレータ７の
上流側に接続されていることから、コンプレッサ４の吸
入圧力により、コンデンサ５内に溜まった冷媒が吸い出
され、サイクル内に冷媒を回収するようにしている。

【００１８】冷媒の回収が終わった時点で、集合弁１
は、その二方弁３を閉じるように制御され、アキュムレ
ータ７内の熱交換器１３に、エンジンの冷却水を通水さ
せるようにして、暖房運転モードに入る。

【００１９】暖房運転モードでは、コンプレッサ４によ
って出力された高温高圧の冷媒は、集合弁１の三方弁２
を介して直接、室内熱交換器６に供給され、ここで車室
内の空気と熱交換されて暖房が行われる。室内熱交換器
６を通ることによって凝縮された冷媒は、膨張装置１０
に送られ、ここで断熱膨張されて、減圧された低温の冷
媒になる。その後、その冷媒は、アキュムレータ７に送
られ、ここで気液分離が行われるとともに熱交換器１３
により加熱され、暖かくなったガス冷媒がコンプレッサ
４に戻されることになる。

【００２０】次に、集合弁１の構成および動作を詳細に
説明する。図２は第１の実施の形態に係る集合弁の構成
を示す縦断面図である。この図２に示した集合弁１は、
その三方弁２および二方弁３がそれぞれ非通電であると
きの状態を示している。集合弁１は、図の右側に１個の
ソレノイドで動く三方弁２が配置され、図の左側に１個
のソレノイドで動くオン／オフ動作の二方弁３が配置さ
れている。

【００２１】三方弁２は、ボディ２０の中に形成された
弁部とボディ２０の外側（図の上部）に設けられたソレ
ノイド部とから構成されている。ボディ２０には、コン
プレッサ４に接続されるポート２１と、室内熱交換器６
に接続されるポート２２と、コンデンサ５に接続される
ポート２３とが設けられている。ポート２１からポート
２２へ連通する冷媒通路の途中には弁座２４がボディ２
０と一体に形成され、ポート２１からポート２３へ連通
する冷媒通路の途中には弁座２５が嵌め込まれている。
ポート２３が開口されているシリンダ内には、その軸線
方向に進退自在にピストン２６が配置されている。その
ピストン２６の外周には、シリンダ内壁面との間にシー
ルを形成するようにＶパッキン２７が周設されている。
ピストン２６は、また、シリンダの軸線方向下方へ延び
るシャフト２８が一体に形成されており、その下端部に
はディスク２９が挿通され、その軸線方向両側には、ガ
イド３０によって弁体３１，３２が保持されている。ピ
ストン２６の上部には、これを図の下方へ付勢するスプ
リング３３が配置されている。また、シリンダの上端
は、キャップ３４によって閉止されている。このキャッ
プ３４は、その外周に環状溝３５が設けられ、中央軸線
位置にはその環状溝３５と上面とを連通する通路および
ピストン２６の上部空間と上面とを連通する通路が形成
されている。また、環状溝３５は、ボディ２０に形成さ
れた高圧通路３６によってコンプレッサ４の吐出側と接
続されるポート２１と連通されている。

【００２２】三方弁２のソレノイド部は、スリーブ３７
内の弁部側にプランジャ３８が進退自在に配置され、ス
リーブ３７の上端側は、閉止するようにコア３９が固定
されている。プランジャ３８は、その外周に長手方向に
延びる複数の連通溝が設けられ、その上下端面中央部に
は弁体を構成するボールが嵌着されている。プランジャ
３８とコア３９との間には、スプリングが介挿されてお
り、下端面に嵌着されたボールをキャップ３４の環状溝
３５と上面とを連通する通路の上部開口端の高圧弁座に
着座させるよう付勢している。また、ピストン２６の上
部空間とキャップ３４の上面とを連通するようにキャッ
プ３４を貫通して形成された通路は、プランジャ３８に
周設された連通溝と連通するようになっている。また、
コア３９の中央軸線位置には通路が形成されており、そ
のコア３９の下面の開口端面は、プランジャ３８の上端
面に嵌着されたボールに対する低圧弁座を構成してい
る。そして、スリーブ３７の外側には、電磁コイル４０
が配置され、その電磁コイル４０は、ヨークによって囲
繞されている。

【００２３】二方弁３も同様に、ボディ２０の中に形成
された弁部とボディ２０の外側（図の上部）に設けられ
たソレノイド部とから構成されている。ボディ２０に
は、コンデンサ５に接続されるポート４１と、アキュム
レータ７に接続されるポート４２とが設けられている。
このポート４２に連通して軸線方向にシリンダが形成さ
れており、そのシリンダの下端部には弁座４３がボディ
２０と一体に形成されている。このシリンダ内には、そ
の軸線方向に進退自在にピストン４４が配置されてい
る。そのピストン４４の外周には、シリンダ内壁面との
間にシールを形成するようにＶパッキン４５が周設され
ている。また、ピストン４４の下端には、弁座４３に対
する弁体を構成するプラグディスク４６が嵌着されてい
る。ピストン４４と弁座４３との間には、ピストン４４
を弁座４３から離れる方向へ付勢するスプリング４７が
配置されている。この二方弁３のシリンダの上端は、キ
ャップ４８によって閉止されている。このキャップ４８
は、その外周に環状溝４９が設けられ、中央軸線位置に
はその環状溝４９と上面とを連通する通路およびピスト
ン４４の上部空間と上面とを連通する通路が形成されて
いる。また、環状溝４９は、ボディ２０に形成された高
圧通路３６によってコンプレッサ４の吐出側と接続され
るポート２１と連通されている。

【００２４】二方弁３のソレノイド部は、スリーブ５０
内の弁部側にプランジャ５１が進退自在に配置され、ス
リーブ５０の上端側は、閉止するようにコア５２が固定
されている。プランジャ５１は、その外周に長手方向に
延びる複数の連通溝が設けられ、その上下端面中央部に
は弁体を構成するボールが嵌着されている。プランジャ
５１とコア５２との間には、スプリングが介挿されてお
り、下端面に嵌着されたボールをキャップ４８の環状溝
４９と上面とを連通する通路の上部開口端の高圧弁座に
着座させるよう付勢している。また、ピストン４４の上
部空間とキャップ４８の上面とを連通するようにキャッ
プ４８を貫通して形成された通路は、プランジャ５１に
周設された連通溝と連通するようになっている。また、
コア５２の中央軸線位置には通路が形成されており、そ
のコア５２の下面の開口端面は、プランジャ５１の上端
面に嵌着されたボールに対する低圧弁座を構成してい
る。そして、スリーブ５０の外側には、電磁コイル５３
が配置され、その電磁コイル５３は、ヨークによって囲
繞されている。

【００２５】この集合弁１は、さらに、三方弁２および
二方弁３のソレノイド部のコア３９，５２の中央軸線位
置に設けられた通路をアキュムレータ７に接続されるポ
ート４２に連通させるように配管されている。

【００２６】次に、以上の構成の集合弁１の動作につい
て説明する。まず、この集合弁１は、車両用冷暖房装置
の動作モードに応じて、三方弁２および二方弁３を通電
状態または非通電状態に切り換える。すなわち、動作モ
ードには、運転停止モード、冷房運転モード、暖房運転
モードおよび冷媒回収モードがある。運転停止モードで
は、三方弁２および二方弁３ともに非通電状態（ＯＦ
Ｆ）である。冷房運転モードでは、三方弁２および二方
弁３ともに通電状態（ＯＮ）であり、暖房運転モードで
は、三方弁２は非通電状態、二方弁３は通電状態であ
り、冷媒回収モードでは、三方弁２および二方弁３とも
に非通電状態である。

【００２７】運転停止モードでは、図２に示したよう
に、三方弁２および二方弁３は非通電状態である。した
がって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、そ
れぞれスプリングによって図の下方へ付勢され、それぞ
れの下端面に嵌着されたボールがキャップ３４，４８に
形成された高圧弁座に着座されている。また、三方弁２
のピストン２６は、スプリング３３によって図の下方へ
付勢され、弁体３１を弁座２４に着座させて、車輌走行
時の振動による弁体３１，３２のふらつきを防止してい
る。二方弁３のピストン４４は、スプリング４７によっ
て図の上方へ付勢され、プラグディスク４６は弁座４３
から離れている。

【００２８】図３は冷房運転モード時の状態を示す集合
弁の縦断面図である。冷房運転モードでは、三方弁２お
よび二方弁３はそれぞれ通電状態（ＯＮ）にされる。し
たがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、
それぞれスプリングの付勢力に抗してコア３９，５２に
吸引され、それぞれの上端面に嵌着されたボールがコア
３９，５２の下端面に形成された低圧弁座に着座され
る。

【００２９】コンプレッサ４から吐出された高圧の冷媒
は、ポート２１に導入される。その高圧冷媒は、高圧通
路３６を通り、キャップ３４，４８の環状溝３５，４９
に入り、中央軸線上の通路を通ってキャップ３４，４８
とプランジャ３８，５１との間の空間に入り、そこから
キャップ３４，４８を軸線方向に貫通する通路を通って
ピストン２６，４４の上部の部屋に入る。三方弁２のピ
ストン２６は、その上部の部屋に高圧が導入されること
で、一気に図の下方へ押し下げられ、弁体３１は弁座２
４に着座される。一方、二方弁３のピストン４４は、そ
の上面の高圧と、ポート４２よりアキュムレータ７につ
ながることで低圧になっている下面側の圧力との差圧
で、スプリング４７の付勢力に抗して図の下方へ移動さ
れ、下面に嵌着されているプラグディスク４６が弁座４
３に着座する。

【００３０】これにより、三方弁２では、コンプレッサ
４からポート２１に導入された高圧の冷媒は、コンデン
サ５に通じるポート２３へと流れるようになる。また、
二方弁３では、ポート４１，４２間の通路は、遮断さ
れ、コンデンサ５を出た冷媒は、逆止弁８の方へ流れる
ようになる。

【００３１】図４は冷媒回収モード時の状態を示す集合
弁の縦断面図である。冷媒回収モードでは、三方弁２お
よび二方弁３はそれぞれ非通電状態（ＯＦＦ）にされ
る。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５
１は、それぞれスプリングの付勢力によって図の下方へ
付勢され、それぞれの下端面に嵌着されたボールがキャ
ップ３４，４８に形成された高圧弁座に着座され、高圧
冷媒をピストン２６，４４上部の空間に導入するのを遮
断する。逆に、ピストン２６，４４上部の空間は、キャ
ップ３４，４８を軸線方向に貫通する通路を通り、プラ
ンジャ３８，５１に周設された連通溝、コア３９，５２
内の通路、および配管を介して低圧のポート４２に連通
する。

【００３２】このため、三方弁２のピストン２６は、上
面の低圧と下面の高圧との差圧で図の上方へ付勢され、
弁体３２は弁座２５に着座されて、コンプレッサ４から
コンデンサ５への通路が遮断され、コンプレッサ４から
室内熱交換器６への通路が連通する。一方、二方弁３の
ピストン４４は、その上面と下面との両面に同じ圧力が
掛かることで、スプリング４７の付勢力によって弁座４
３から離れる方向へ移動し、コンデンサ５とアキュムレ
ータ７とが連通状態になる。これにより、コンデンサ５
に溜まっていた冷媒は、コンプレッサ４の吸入圧力によ
りコンデンサ５より吸い出され、暖房サイクルの配管内
の冷媒が暖房運転に必要な量になるまで回収される。

【００３３】図５は暖房運転モード時の状態を示す集合
弁の縦断面図である。暖房運転モードでは、三方弁２は
非通電状態（ＯＦＦ）のままであり、二方弁３は通電状
態（ＯＮ）にされる。したがって、三方弁２は、ピスト
ン２６上部の空間への高圧冷媒の導入を遮断すると同時
に、ピストン２６上部の空間をアキュムレータ７が接続
される低圧通路に連通している状態を維持する。二方弁
３は、そのソレノイド部のプランジャ５１がスプリング
の付勢力に抗してコア５２に吸引されるので、ピストン
４４上部の空間を低圧から高圧に切り換える。

【００３４】これにより、三方弁２では、コンプレッサ
４からポート２１に導入された高圧の冷媒は、冷媒回収
に引き続き室内熱交換器６に通じるポート２２へと流れ
る。また、二方弁３では、ポート４１，４２間の通路が
遮断されるので、アキュムレータ７の冷媒が外気によっ
て冷やされているコンデンサ５へ逆流することはない。
しかも、この二方弁３のピストン４４は、システム内の
最も高い圧力で弁座４３に押し付けられることによって
通路が完全に遮断されているため、冷媒回収用の配管に
逆止弁は不要となる。

【００３５】図６は第２の実施の形態に係る集合弁の構
成を示す縦断面図である。なお、図６において、第１の
実施の形態に係る集合弁の構成要素と同じまたは同等の
構成要素については同じ符号を付してその詳細は省略す
る。

【００３６】第２の実施の形態に係る集合弁１ａは、１
個のソレノイドで動く三方弁２と１個のソレノイドで動
くオン／オフ動作の二方弁３とが１つのボディ２０内に
構成される点では同じ構成を有している。ただし、ピス
トン２６，４４の上部の部屋が、ソレノイド部および低
圧通路３６ａを介してアキュムレータ７に接続される低
圧のポート４２に連通している点で異なっている。ま
た、この集合弁１ａは、三方弁２の高圧が導入されるポ
ート２１に連通する空間と三方弁２および二方弁３のソ
レノイド部のコア３９，５２の中央軸線位置に設けられ
た通路とを配管によって連通するようにし、ポート２１
に高圧が導入されているときは、常にコア３９，５２内
の通路が高圧になるようにしている。

【００３７】次に、以上の構成の集合弁１ａの動作につ
いて説明する。この集合弁１ａにおいて、運転停止モー
ドでは、当然ながら三方弁２および二方弁３ともに非通
電状態（ＯＦＦ）である。冷房運転モードでは、三方弁
２および二方弁３ともに非通電状態であり、暖房運転モ
ードでは、三方弁２は通電状態（ＯＮ）、二方弁３は非
通電状態であり、冷媒回収モードでは、三方弁２および
二方弁３ともに通電状態である。

【００３８】運転停止モードでは、図６に示したよう
に、三方弁２および二方弁３は非通電状態であるので、
各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれス
プリングによって図の下方へ付勢され、それぞれの下端
面に嵌着されたボールがキャップ３４，４８に形成され
た高圧弁座に着座されている。また、三方弁２のピスト
ン２６は、スプリング３３により図の下方へ付勢されて
弁体３１が弁座２４に着座され、二方弁３のピストン４
４は、スプリング４７によって図の上方へ付勢され、プ
ラグディスク４６が弁座４３から離れている。

【００３９】図７は冷房運転モード時の状態を示す集合
弁の縦断面図である。冷房運転モードでは、三方弁２お
よび二方弁３はそれぞれ非通電状態（ＯＦＦ）にされ
る。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５
１は、それぞれスプリングの付勢力によって図の下方へ
付勢され、それぞれの下端面に嵌着されたボールがキャ
ップ３４，４８に形成された低圧弁座に着座され、ピス
トン２６，４４上部の空間と低圧のポート４２との連通
を遮断する。しかし、ポート２１および配管を介してコ
ア３９，５２内の通路に高圧が導入されているので、そ
の高圧がプランジャ３８，５１に周設された連通溝およ
びキャップ３４，４８を軸線方向に貫通する通路を通っ
てピストン２６，４４上部の空間に導入される。これに
より、ピストン２６，４４は、いずれも図の下方へ付勢
され、弁体３１をその弁座２４に着座させ、プラグディ
スク４６をその弁座４３に着座させる。

【００４０】この結果、三方弁２では、コンプレッサ４
から高圧の冷媒が導入されるポート２１と室内熱交換器
６に通じるポート２２との間が遮断され、ポート２１と
コンデンサ５へ通じるポート２３とが連通状態になっ
て、コンプレッサ４から吐出された冷媒はコンデンサ５
の方へ流れる。また、二方弁３では、ポート４１，４２
間の通路は遮断状態になって、コンデンサ５を出た冷媒
は、逆止弁８の方へ流れるようになる。

【００４１】図８は冷媒回収モード時の状態を示す集合
弁の縦断面図である。冷媒回収モードでは、三方弁２お
よび二方弁３はそれぞれ通電状態（ＯＮ）にされる。し
たがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、
それぞれスプリングの付勢力に抗してコア３９，５２に
吸引され、それぞれの上端面に嵌着されたボールがコア
３９，５２の下端面に形成された高圧弁座に着座され
る。したがって、ピストン２６，４４上部の空間は、ソ
レノイド部および低圧通路３６ａを介して低圧のポート
４２に連通する。

【００４２】このため、三方弁２のピストン２６は、そ
の上面の低圧と下面の高圧との差圧で図の上方へ移動さ
れ、弁体３２は弁座２５に着座されて、コンプレッサ４
からコンデンサ５への通路が遮断され、コンプレッサ４
から室内熱交換器６への通路が連通する。一方、二方弁
３のピストン４４は、その上面と下面との両面に同じ圧
力が掛かるので、スプリング４７の付勢力によって弁座
４３から離れる方向へ移動し、コンデンサ５とアキュム
レータ７とが連通状態になる。これにより、コンデンサ
５に溜まっていた冷媒は、コンプレッサ４の吸入圧力に
よりコンデンサ５より吸い出され、暖房サイクルの配管
に回収される。

【００４３】図９は暖房運転モード時の状態を示す集合
弁の縦断面図である。暖房運転モードでは、三方弁２は
通電状態（ＯＮ）のままであり、二方弁３が非通電状態
（ＯＦＦ）にされる。したがって、三方弁２は、コンプ
レッサ４から室内熱交換器６への連通状態を維持する。
二方弁３は、そのソレノイド部のプランジャ５１がスプ
リングの付勢力に抗してコア５２に吸引され、ピストン
４４上部の空間を低圧から高圧に切り換えるので、ピス
トン４４は図の下方へ移動し、ポート４１，４２間の通
路を遮断する。

【００４４】これにより、三方弁２は、コンプレッサ４
からポート２１に導入された高圧の冷媒を室内熱交換器
６に通じるポート２２へと流し、二方弁３は、暖房サイ
クルからコンデンサ５に冷媒が流れるのを防止する。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、１つ
のソレノイドで動く三方弁と１つのソレノイドで動く二
方弁とを１つのボディ内に備え、これら三方弁および二
方弁の弁体をピストン駆動とし、そのピストンをこの集
合弁に導入される高圧と低圧との差圧を利用して動かす
構成にした。これにより、３つの電磁弁機能を１つにし
たことで、コンパクトになり、配管の簡素化および集合
弁を適用した冷暖房装置のコスト低減になる。

【００４６】また、三方弁は、１つのソレノイドで流路
切り換えを行うようにしたことで、消費電力を低減させ
ることができる。さらに、冷媒回収用の二方弁は、暖房
運転モード用に使用するとき、高圧と低圧との差圧で弁
閉状態を維持する構成にした。これにより、冷暖房装置
のアキュムレータからコンデンサへの冷媒の逆流を遮断
する逆止機能を有しているため、従来必要であった逆止
弁が不要になり、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による集合弁の適用例を示す冷暖房装置
のシステム図である。

【図２】第１の実施の形態に係る集合弁の構成を示す縦
断面図である。

【図３】冷房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面
図である。

【図４】冷媒回収モード時の状態を示す集合弁の縦断面
図である。

【図５】暖房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面
図である。

【図６】第２の実施の形態に係る集合弁の構成を示す縦
断面図である。

【図７】冷房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面
図である。

【図８】冷媒回収モード時の状態を示す集合弁の縦断面
図である。

【図９】暖房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面
図である。

【図１０】従来の冷暖房装置の構成例を示すシステム図
である。

【符号の説明】

１，１ａ集合弁２三方弁３二方弁４コンプレッサ５コンデンサ６室内熱交換器７アキュムレータ８逆止弁９膨張装置１０膨張装置１１電磁弁１２ファン１３熱交換器２０ボディ２１，２２，２３ポート２４，２５弁座２６ピストン２７Ｖパッキン２８シャフト２９ディスク３０ガイド３１，３２弁体３３スプリング３４キャップ３５環状溝３６高圧通路３６ａ低圧通路３７スリーブ３８プランジャ３９コア４０電磁コイル４１，４２ポート４３弁座４４ピストン４５Ｖパッキン４６プラグディスク４７スプリング４８キャップ４９環状溝５０スリーブ５１プランジャ５２コア５３電磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小山克己東京都八王子市椚田町1211番地４株式会社テージーケー内Ｆターム(参考） 3H051 AA01 BB10 CC11 FF08 3H056 AA01 BB32 CA02 CB03 CD06 DD02 GG13 3H106 DA07 DA08 DA23 DB02 DB13 DB32 DC02 DC17 DC18 EE34 KK17 KK23

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧の流体通路を切り換える機能と低圧
の流体通路を開閉する機能とを備えた集合弁において、高圧の流体を導入する第１のポートと、導入された高圧
の流体を導出する第２および第３のポートと、前記第１
のポートを前記第２または第３のポートに連通させるよ
う切り換える第１の弁体と、前記第１の弁体を駆動する
第１のピストンと、前記第１のピストンの前記第１の弁
体を保持している側と反対側に形成される第１の部屋を
前記第１のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させ
るよう切り換える第１のソレノイド部とを有する三方弁
と、流体を吸引により導入する第４のポートと、流体を吸引
により導出する第５のポートと、前記第４のポートと前
記第５のポートとの間の前記低圧の流体通路を開閉する
第２の弁体と、前記第２の弁体を駆動する第２のピスト
ンと、前記第２のピストンの前記第２の弁体を保持して
いる側と反対側に形成される第２の部屋を前記第１のポ
ートまたは前記低圧の流体通路に連通させるよう切り換
える第２のソレノイド部とを有する二方弁と、を一体に備えていることを特徴とする集合弁。
【請求項２】前記第１の部屋を構成する側と反対側に
て前記第１のピストンの可動範囲の外側に前記第３のポ
ートが開口された第１の空間と、前記第１のポートが開
口された第２の空間と、前記第２のポートに連通する第
３の空間とが同一軸線上に配置され、前記第１のピスト
ンに連結された前記第１の弁体を前記第２の空間に配置
して、前記第１の空間と前記第２の空間との間および前
記第１の空間と前記第３の空間との間の流体通路を選択
的に閉じるようにしたことを特徴とする請求項１記載の
集合弁。
【請求項３】前記第１の弁体が取り得る２つの切り換
え位置の一方に向けて前記第１のピストンを付勢する第
１のスプリングを備えていることを特徴とする請求項２
記載の集合弁。
【請求項４】前記第２の弁体をその弁座から離れる方
向へ前記第２のピストンを付勢する第２のスプリングを
備えていることを特徴とする請求項１記載の集合弁。
【請求項５】前記第１および第２のソレノイド部の通
電時に前記第１のポートを前記第１および第２の部屋に
連通させる高圧通路と、前記第１および第２のソレノイ
ド部の非通電時に前記低圧の流体通路を前記第１および
第２の部屋に連通させる配管とを備えていることを特徴
とする請求項１記載の集合弁。
【請求項６】前記第１および第２のソレノイド部の通
電時に前記低圧の流体通路を前記第１および第２の部屋
に連通させる低圧通路と、前記第１および第２のソレノ
イド部の非通電時に前記第１のポートを前記第１および
第２の部屋に連通させる配管とを備えていることを特徴
とする請求項１記載の集合弁。