JP2003329153A - 電動式流路切換弁および冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均圧モードを有する電動式流路切換弁におい
て、安定した性能と充分な耐久性を得ること。 【解決手段】 弁室１３内に主弁体２１と副弁体２２と
を各々個別に回転可能に同心配置し、主弁体２１によっ
て弁シート板１５のポート切り換えを行い、副弁体２２
によって弁シート板１５の圧力バランスポート２０の開
閉を行う。

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、電動式流路切換
弁に関し、特に、空調装置や冷凍・冷蔵庫等の冷凍サイ
クル装置の冷媒通路の切り換えに使用される電動式の三
方向切換弁、四方切換弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ステッピングモータによって主弁体を回
転駆動し、主弁体を所定の回転位置に位置させることに
より流路切換を行う電動式の四方切換弁として、特開２
００１−２９５９５１号公報に示されているようなもの
がある。

【０００３】この四方切換弁は、主弁体に形成されてい
る流路切換用の内部連通部に開口する均圧孔（圧力バラ
ンスポート）を主弁体の上壁部に貫通形成され、主弁体
とステッピングモータのロータとが所定回転角度だけ相
対回転変位可能連結され、均圧孔を開閉する副弁体がロ
ータの径方向オフセット位置に固定されている。

【０００４】この四方切換弁では、ロータの回転によ
り、主弁体の回転に先立って、換言すれば、主弁体の回
転による流路切換に先立って副弁体が均圧孔の閉じ位置
よりずれ動き、均圧孔を開いて流路切換用の内部連通部
の圧力を高圧雰囲気の弁室の内圧にすることが行われ
る。

【０００５】これにより、主弁体の回転による流路切換
時には、主弁体に作用する圧力差がなくなり、主弁体に
よる流路切換動作の容易性、敏捷性の向上を期待でき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の四方切
換弁では、副弁体が主弁体の上面に押し付けられること
により均圧孔の締め切りが行われたうえで、副弁体が主
弁体の上面を摺動することにより均圧孔の開閉が行われ
るから、主弁体に作用する圧力差が少ない状態では、副
弁体が均圧孔の閉じた位置のまま、副弁体と主弁体との
摩擦抵抗によって主弁体が副弁体と共に回転し、均圧位
置での主弁体と副弁体との位置関係が確定し難い。しか
も、構造上、副弁体と主弁体へのばね付勢荷重を個別の
最適値に設定することができず、これらのことにより、
安定した性能を得ることが難しい。

【０００７】また、副弁体のばね付勢荷重は、副弁体の
配置位置により、偏心片荷重になり、安定したロータ回
転が得にくく、耐久性に問題が生じる。

【０００８】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、均圧モードを有する電動式流路
切換弁において、安定した性能を得ることができ、しか
も、充分な耐久性を有する電動式流路切換弁、およびそ
の電動式流路切換弁を適用された冷凍・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。

【０００９】

【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、この発明による電動式流路切換弁は、高圧側ポー
トと常時連通の弁室を有し、前記弁室内に主弁体と副弁
体とが各々個別に回転可能に同心配置され、前記弁室の
底面が弁シート面をなして当該弁シート面に前記主弁体
と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当該弁シート
面のうち前記主弁体との摺接面部に低圧側ポートと第１
の流路切換ポートと第２の流路切換ポートとが主弁体回
転方向に間隔をおいて形成され、前記弁シート面のうち
前記副弁体との摺接面部に前記低圧側ポートと常時連通
の圧力バランスポートが形成され、前記主弁体は、前記
弁シート面に開口した流路切換用の内部連通部を有し、
第１の回転位置にて前記弁室と前記第１の流路切換ポー
トとの連通を確立すると共に前記内部連通部によって前
記低圧側ポートと第２の流路切換ポートとの連通を確立
し、前記第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位
した第２の回転位置にて前記弁室と前記第２の流路切換
ポートとの連通すると共に前記内部連通部によって前記
低圧側ポートと前記第１の流路切換ポートとの連通を確
立し、前記副弁体は、第３の回転位置と当該第３の回転
位置より所定回転角度だけ回転変位した第４の回転位置
にて前記圧力バランスポートを閉じ、前記第３の回転位
置と前記第４の回転位置との中間回転位置にて前記圧力
バランスポートを開いて前記圧力バランスポートと前記
弁室との連通を確立し、前記主弁体と前記副弁体を所定
回転角をもって分割回転駆動する電動機を有し、前記電
動機は、ロータに前記主弁体を所定の回転角度のみ相対
回転変位可能に連結され且つ前記副弁体を一体的に連結
され、前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記
副弁体が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の
前記内部連通部の圧力を前記弁室の内圧にする。

【００１０】この発明による電動式流路切換弁は、四方
切換弁であり、主弁体の回転による流路切換に先立って
副弁体が弁シート面に対して回転変位し、この回転変位
により圧力バランスポートを開き、主弁体の内部連通部
の圧力が弁室の内圧になる。

【００１１】また、上述の目的を達成するために、この
発明による電動式流路切換弁は、高圧側ポートと常時連
通の弁室を有し、前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々
個別に回転可能に同心配置され、前記弁室の底面が弁シ
ート面をなして当該弁シート面に前記主弁体と前記副弁
体とが各々摺動可能に当接し、当該弁シート面のうち前
記主弁体との摺接面部に第１の流路切換ポートと第２の
流路切換ポートとが主弁体回転方向に間隔をおいて形成
され、前記弁シート面のうち前記副弁体との摺接面部に
前記第１の流路切換ポートと常時連通の第１の圧力バラ
ンスポートと前記第２の流路切換ポートと常時連通の第
２の圧力バランスポートとが副弁体回転方向に間隔をお
いて形成され、前記主弁体は、前記弁シート面に開口し
た流路切換用の内部閉じ空間部を有し、第１の回転位置
にて前記内部閉じ空間部によって前記第２の流路切換ポ
ートを閉じて前記弁室と前記第１の流路切換ポートとの
連通を確立し、前記第１の回転位置より所定回転角度だ
け回転変位した第２の回転位置にて前記内部閉じ空間部
によって前記第１の流路切換ポートを閉じて前記弁室と
前記第２の流路切換ポートとの連通を確立し、前記副弁
体は、第３の回転位置にて前記第２の圧力バランスポー
トを閉じ、当該第３の回転位置より所定回転角度だけ回
転変位した第４の回転位置にて前記第１の圧力バランス
ポートを閉じ、前記第３の回転位置と前記第４の回転位
置との中間回転位置にて前記第１の圧力バランスポート
あるいは前記第２の圧力バランスポートと前記弁室との
連通を確立し、前記主弁体と前記副弁体を所定回転角を
もって分割回転駆動する電動機を有し、前記電動機は、
ロータに前記主弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位
可能に連結され且つ前記副弁体を一体的に連結され、前
記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体が
前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内部
閉じ空間部の圧力を前記弁室の内圧にする。

【００１２】この発明による電動式流路切換弁は、三方
切換弁であり、主弁体の回転による流路切換に先立って
副弁体が弁シート面に対して回転変位し、この回転変位
によって第１の圧力バランスポートあるいは第２の圧力
バランスポートを開き、主弁体の内部閉じ空間部の圧力
が弁室の内圧になる。

【００１３】これらの電動式流路切換弁では、前記電動
機は、第１のモータ角位置にて前記主弁体を前記第１の
回転位置に位置させると共に前記副弁体を前記第３の回
転位置に位置させ、当該第１のモータ角位置より正回転
方向に所定角度回転した第２のモータ角位置への回転に
よって前記副弁体を前記第３の回転位置と前記第４の回
転位置との中間回転位置に位置させ、当該第２のモータ
角位置にて前記主弁体と係合し、当該第２のモータ角位
置より更に正回転方向に所定角度回転した第３のモータ
角位置への回転によって前記主弁体を前記第１の回転位
置より前記第２の回転位置に位置させると共に前記副弁
体を前記第４の回転位置に位置させ、当該第３のモータ
角位置より逆回転方向に所定角度回転して前記第２のモ
ータ角位置に戻る際に前記副弁体を前記第３の回転位置
と前記第４の回転位置との中間回転位置に位置させ、更
に逆回転方向に所定角度回転して前記第１のモータ角位
置に戻る。

【００１４】また、この発明による電動式流路切換弁で
は、前記主弁体を前記弁シート面に押し付ける第１の弁
ばねと、前記副弁体を前記弁シート面に押し付ける第２
の弁ばねとを個別に設けることができ、主弁体のばね付
勢荷重と副弁体のばね付勢荷重を各々個別の最適値に設
定することができる。

【００１５】この発明による電動式流路切換弁は、好ま
しくは、回転中心部に前記副弁体が配置され、当該副弁
体の外周側に前記主弁体が配置されており、主弁体と副
弁体の必要駆動トルク、必要変位量に関して合理性が得
られる。

【００１６】また、上述の目的を達成するために、この
発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮
機と、凝縮器と、流量調節手段と、蒸発器と、これらを
接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル
装置において、上述の発明によるの四方切換弁タイプの
電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧
側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、低圧側
ポートが前記圧縮機の吸入ポートに接続され、第１の流
路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流
路切換ポートが前記蒸発器の出口に接続されている。

【００１７】この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイ
クル装置では、電動式流路切換弁による流路切換によ
り、通常の冷却運転時の循環経路（圧縮機→凝縮器→流
量調節手段→蒸発器→圧縮機）とは逆の循環経路（圧縮
機→蒸発器→流量調節手段→凝縮器→圧縮機）が成立
し、圧縮機より高温高圧の冷媒が蒸発器に直接流れる。
これにより蒸発器の除霜が行われる。

【００１８】また、上述の目的を達成するために、この
発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮
機と、凝縮器と、流量調節手段と、蒸発器と、これらを
接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル
装置において、上述の発明による三方切換弁タイプの電
動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側
ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、第１の流
路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流
路切換ポートが前記凝縮器をバイパスするバイパス冷媒
通路によって前記蒸発器の入口に直接接続されている。

【００１９】この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイ
クル装置では、電動式流路切換弁による流路切換によ
り、通常の冷却運転時の循環経路（圧縮機→凝縮器→流
量調節手段→蒸発器→圧縮機）とは異なる凝縮器バイパ
ス循環経路（圧縮機→蒸発器→圧縮機）が成立し、圧縮
機より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路によって蒸発
器に直接流れる。これにより蒸発器の除霜が行われる。

【００２０】また、上述の目的を達成するために、この
発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮
機と、凝縮器と、冷凍室用流量調節手段と、冷蔵室用流
量調節手段と、冷凍室用蒸発器と、冷蔵室用蒸発器と、
これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍
サイクル装置において、上述の発明による三方切換弁タ
イプの電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁
の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、
第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、
第２の流路切換ポートがバイパス冷媒通路によって前記
冷凍室用蒸発器の入口に直接接続されている。

【００２１】この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイ
クル装置では、電動式流路切換弁による流路切換によ
り、通常の冷却運転時の循環経路（圧縮機→凝縮器→冷
凍室用流量調節手段、冷蔵室用流量調節手段→冷凍室用
蒸発器、冷蔵室用蒸発器→圧縮機）とは異なる凝縮器バ
イパス循環経路（圧縮機→冷凍室用蒸発器→圧縮機）が
成立し、圧縮機より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路
によって蒸発器に直接流れる。これにより冷凍室用蒸発
器の除霜が行われる。

【００２２】

【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。

【００２３】（四方切換弁）図１〜図４はこの発明によ
る電動式流路切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態を
示している。

【００２４】図１に示されているように、四方切換弁１
０は、キャップ形状のロータケース１１と、ロータケー
ス１１の下端縁に気密溶接されてロータケース１１の下
部開口を閉じる円盤状の下蓋１２とを有し、ロータケー
ス１１の内側にロータ収容室を兼ねた気密構造の弁室１
３を画定している。

【００２５】下蓋１２には円盤状のベース板１４と弁シ
ート板１５が重合装着されており、弁シート板１５の上
面が弁室１３の底面に相当し、この上面が、図３に示さ
れているように、弁シート面１５Ａとなっている。下蓋
１２とベース板１４と弁シート板１５は、これらに形成
された位置合わせエンボス１２Ａ、１４Ａ、位置合わせ
孔１５Ｂの嵌合により、周方向の相対位置を決められて
いる。

【００２６】下蓋１２とベース板１４と弁シート板１５
には、低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣと第２
の流路切換ポートＥとが同一半径上に周方向に互いに所
定の間隔をおいて貫通形成されており、下蓋１２にはさ
らに、低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣと第２
の流路切換ポートＥと同一半径上に、第２の流路切換ポ
ートＥから周方向に所定の間隔をおいて高圧側ポートＤ
が貫通形成されている。ここでは、下蓋１２、ベース板
１４、弁シート板１５の各々に貫通形成されている各ポ
ート孔を、同一ポートのものについて一括してポート
Ｄ、Ｓ、Ｃ、Ｅで示している。

【００２７】なお、高圧側ポートＤは、ベース板１４と
弁シート板１５に形成された切り欠き部１４Ｂ、１５Ｃ
に整合し、弁室１３に常時連通している。図１に示され
ているように、下蓋１２には、高圧側ポートＤ、低圧側
ポートＳ、第１の流路切換ポートＣ、第２の流路切換ポ
ートＥの各々に連通接続された継手１６、１７、１８、
１９が固定されている。

【００２８】図３に示されているように、弁シート板１
５には圧力バランスポート２０が形成されている。圧力
バランスポート２０は、低圧側ポートＳの配置位置より
中心側（内側）にあり、ベース板１４に形成された連通
孔１４Ｃによって低圧側ポートＳと常時連通している。

【００２９】図１に示されているように、弁室１３内の
弁シート板１５上には主弁体２１と副弁体２２とが各々
個別に回転可能に同心配置されている。副弁体２２は、
図３に示されているように、略円柱形状をなし、後述す
るロータ３１の回転中心部に配置され、副弁体２２の外
周側にリング状の主弁体２１が配置されている。

【００３０】換言すれば、弁シート板１５の弁シート面
１５Ａに主弁体２１と副弁体２２とが各々摺動可能に当
接し、弁シート面１５Ａのうち主弁体２１との摺接面部
に低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣと第２の流
路切換ポートＥとが主弁体回転方向に等間隔をおいて形
成され、弁シート面１５Ａのうち副弁体２２との摺接面
部に低圧側ポートＳと常時連通の圧力バランスポート２
０が形成されている。

【００３１】図１に示されているように、主弁体２１は
弁シート面１５Ａに開口した流路切換用の円弧状の内部
連通部２１Ａを有している。

【００３２】主弁体２１は、図２（ａ）に示す第１の回
転位置にて、第１の流路切換ポートＣを弁室１３に開放
して弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通を確立
すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳ
と第２の流路切換ポートＥとの連通を確立する。

【００３３】主弁体２１は、第１の回転位置より所定回
転角度だけ回転変位した図２（ｃ）に示す第２の回転位
置にて、第２の流路切換ポートＥを弁室１３に開放して
弁室１３と第２の流路切換ポートＥとの連通を確立する
と共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳと第
１の流路切換ポートＣとの連通を確立する。

【００３４】図３に示されているように、副弁体２２
は、弁シート面１５Ａとの対接面（下底面）に２つのポ
ート閉じ突起２２Ａ、２２Ｂ（図２参照）と、脚状突起
２２Ｃとを有し、これら突起によって弁シート面１５Ａ
に摺接し、これ以外の部分では弁シート面１５Ａとの間
に間隙２２Ｄ（図１参照）を画定している。間隙２２Ｄ
は主弁体２１のリング部２１Ｂに形成されている切欠部
２１Ｃによって弁室１３に常時連通している。

【００３５】副弁体２２は、図２（ａ）に示す第３の回
転位置にてポート閉じ突起２２Ａによって圧力バランス
ポート２０を閉じ、第３の回転位置より所定回転角度だ
け回転変位した図２（ｃ）に示す第４の回転位置にてポ
ート閉じ突起２２Ｂによって圧力バランスポートを閉
じ、図２（ｂ）、（ｄ）に示す第３の回転位置と第４の
回転位置との中間回転位置にて圧力バランスポート２０
を開いて圧力バランスポート２０と弁室１３との連通を
確立する。

【００３６】図１に示されているように、ロータケース
１１内にはステッピングモータ３０のロータ３１が回転
可能に設けられている。ステッピングモータ３０は、主
弁体２１と副弁体２２を所定回転角をもって分割回転駆
動する電動機である。ロータ３１は、外周面部を多極着
磁され、ハブ部３１Ａに中心孔３１Ｂを貫通形成されて
いる。中心孔３１Ｂには中心軸３２が貫通している。

【００３７】中心軸３２は、ロータ３１の中心孔３１Ｂ
と副弁体２２の中心孔２２Ｅを軸線方向に貫通し、上端
３２Ａにてロータケース１１の天井部中心に形成された
軸受凹部１１Ａに係合し、下端３２Ｂにてベース板１
４、弁シート板１５の中心部に形成された軸受孔１４
Ｄ、１５Ｄ（図３参照）に嵌合している。

【００３８】これにより、ロータ３１と副弁体２２は中
心軸３２に案内されて各々自身の中心軸線周りに回転変
位する。図３に示されているように、主弁体２１は、リ
ング部２１Ｂによって副弁体２２の外周部に摺動可能に
嵌合していることにより、副弁体２２に案内されて自身
の中心軸線周りに回転変位する。

【００３９】副弁体２２は、ロータ嵌合部２２Ｆによっ
てロータ３１の副弁嵌合部３１Ｃに嵌合し、ロータ３１
と一体的に連結され、ロータ３１と一体回転する。ロー
タ３１には２つの係合片３１Ｄ、３１Ｅが所定の回転角
偏差をもって形成され、主弁体２１には係合片３１Ｄ、
３１Ｅが当接する２つのロータ当接面部２１Ｄ、２１Ｅ
が所定の回転角偏差をもって形成されている。

【００４０】ロータ３１の係合片３１Ｄと３１Ｅとの相
対的な回転角偏差が、主弁体２１のロータ当接面部２１
Ｄと２１Ｅとの相対的な回転角偏差より大きいことによ
り、この両回転角偏差の差分に相当する所定の回転角度
のみ、ロータ３１と主弁体２１とが相対回転変位可能に
連結される。

【００４１】ロータ３１は、係合片３１Ｄがロータ当接
面部２１Ｄに当接することにより、主弁体２１を正回転
（図２にて反時計廻り方向の回転）させ、これに対し係
合片３１Ｅがロータ当接面部２１Ｅに当接することによ
り、主弁体２１を逆回転（図２にて時計廻り方向の回
転）させる。

【００４２】ベース板１４にはストッパ片１４Ｅが折曲
形成されており、図２（ａ）に示されているように、ス
トッパ片１４Ｅの一方の面に係合片３１Ｄが当接するこ
とにより、ロータ３１の最大逆回転位置が決まり、ま
た、図２（ｃ）に示されているように、ストッパ片１４
Ｅの他方の面に係合片３１Ｅが当接することにより、ロ
ータ３１の最大正回転位置が決まる。ロータ３１は、こ
の最大逆回転位置と最大正回転位置との間を正逆回転す
る。

【００４３】図１に示されているように、ロータ３１は
中心軸３２に係止された止め輪４７によって上方（弁シ
ート面１５Ａより離れる方向）の移動を制限されてい
る。ロータ３１と主弁体２１との間には主弁ばね２３が
挟まれており、主弁ばね２３は所定のばね力（ばね付勢
荷重）をもって主弁体２１を弁シート面１５Ａに押し付
けている。

【００４４】なお、ロータ３１と主弁ばね２３との間に
は、ロータ３１と主弁体２１との円滑な相対回転変位可
能を保証するために、フッ素樹脂等による高滑性ワッシ
ャ２４が挟まれている。

【００４５】ロータ３１と副弁体２２との間には副弁ば
ね２５が挟まれており、副弁ばね２５は所定のばね力
（ばね付勢荷重）をもって副弁体２２を弁シート面１５
Ａに押し付けている。

【００４６】ロータケース１１の外周にはステータコイ
ルユニット４６が嵌合装着されている。ステータコイル
ユニット４６は、ロータケース１１の外周に抜き差し着
脱可能に取り付けられており、上下２段の円筒状の巻線
部３３、３４および電気絶縁性樹脂製のボビン３５、３
６と、各々複数個の磁極歯３７Ａ、３８Ａを櫛歯状に形
成された上下の金属製の外凾３７、３８と、各々複数個
の磁極歯３９Ａ、４０Ａを櫛歯状に形成された金属製の
磁極歯部材３９、４０とを有している。

【００４７】ステータコイルユニット４６は、更に、下
蓋１２に形成されているコイル位置決め凹部１２Ｂに係
合する係合爪４１を有する金属製のマウント用ブラケッ
ト板４２とを有している。コイル位置決め凹部１２Ｂ
は、ストッパ片１４Ｅの周方向位置と関連付けられてス
テッピングモータ３０の磁極数に合わせて下蓋１２の周
方向の複数箇所（２０極の場合、５箇所）に形成されて
おり、その一つに係合爪４１が係合する。

【００４８】ステータコイルユニット４６は、更に、巻
線部３３、３４の巻線と導通接続されているリード線４
３と、硬質ゴムあるいは合成樹脂製の外カバー４４とを
有し、外カバー４４の内側に充填されたエポキシ樹脂や
ポリウレタン等の電気絶縁性を有する熱硬化性樹脂４５
によってポッティング封止されている。

【００４９】ステッピングモータ３０は、第１のモータ
角位置（０パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１
Ｄがストッパ片１４Ｅの一方の面に当接し、主弁体２１
を第１の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第３
の回転位置に位置させ（図２（ａ）参照）、この第１の
モータ角位置（０パルス位置）より正回転方向に所定角
度回転した第２のモータ角位置（１４パルス位置）への
回転によって副弁体２２を第３の回転位置と第４の回転
位置との中間回転位置に位置させる（図２（ｂ）参
照）。

【００５０】この正方向回転における第２のモータ角位
置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｄ
が主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄに当接し、ステッ
ピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パ
ルス位置）より更に正回転方向に所定角度回転した第３
のモータ角位置（２８パルス位置）への回転によって主
弁体２１を第１の回転位置より第２の回転位置に位置さ
せると共に副弁体２２を第４の回転位置に位置させる
（図２（ｃ）参照）。第３のモータ角位置（２８パルス
位置）では、ロータ３１の係合片３１Ｅがストッパ片１
４Ｅの他方の面に当接する。

【００５１】ステッピングモータ３０は、第３のモータ
角位置（２８パルス位置）より逆回転方向に所定角度回
転して第２のモータ角位置（１４パルス位置）に戻る際
に、副弁体２２を再び第３の回転位置と第４の回転位置
との中間回転位置に位置させる（図２（ｄ）参照）。

【００５２】この逆方向回転における第２のモータ角位
置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｅ
が主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅに当接し、ステッ
ピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パ
ルス位置）より更に逆回転方向に所定角度回転して第１
のモータ角位置（０パルス位置）に戻る回転によって主
弁体２１を第２の回転位置より第１の回転位置に位置さ
せると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させる
（図２（ａ）参照）。

【００５３】上述の動作により、主弁体２１の回転によ
る流路切換（第１の回転位置→第２の回転位置の移動、
あるいは第２の回転位置→第１の回転位置の移動）に先
立って、副弁体２２が第３の回転位置と第４の回転位置
との中間回転位置し、圧力バランスポート２０が開かれ
る。これにより、主弁体２１の内部連通部２１Ａの圧力
が弁室１３の内圧に等しくなり、その後の主弁体２１の
回転が低差圧バランス状態で行われ、ステッピングモー
タ３０の小型化が可能になる。

【００５４】上述の構成による四方切換弁１０では、副
弁体２２が副弁ばね２５によって弁シート面１５Ａに押
し付けられることにより、圧力バランスポート２０の締
め切りが行われ、副弁体２２が弁シート面１５Ａに対し
て摺動することにより、圧力バランスポート２０の開閉
が行われるから、主弁体２１に作用する圧力差が少ない
状態でも、圧力バランスポート２０の開閉時に、主弁体
２１との摩擦抵抗によって副弁体２２が主弁体２１を不
必要に回転変位させることがない。これにより、主弁体
２１と副弁体２２との位置関係が安定状態で確定する。

【００５５】また、主弁ばね２３、副弁ばね２５によ
り、主弁体２１と副弁体２２へのばね付勢荷重を個別の
最適値に設定することができ、安定した性能を得る。ま
た、副弁体２５のばね付勢荷重が偏心片荷重になること
がなく、安定したロータ回転、耐久性を得ることができ
る。

【００５６】つぎに、上述の構成による四方切換弁１０
の組立手順について説明する。継手１６〜１９を下蓋１
２に挿入し、下蓋１２及びベース板１４を位置合わせエ
ンボス１２Ａ、１４Ａの嵌合によって位置合わせした状
態で、これらを組付け、ろう付けする。このろう付け品
のエンボス１４Ａに位置合わせ孔１５Ｂを合わせて耐冷
媒性接着剤によって弁シート板１５を接着固定する。こ
れにより、図４に示されている弁シート側の組立品が完
成する。

【００５７】つぎに、主弁体２１、主弁ばね２３、高滑
性ワッシャ２４、副弁体２２、副弁ばね２５を、ロータ
３１の中心孔３１Ｂに挿入した中心軸３２をガイドとし
て組付ける。中心軸３２の下端３２Ｂを図４に示されて
いる弁シート側の組立品の軸受孔１４Ｄ、１５Ｄに挿入
し、その後に、止め輪４７を軸上方より挿入し、中心軸
３２の規定位置（止め輪フック部３２Ｃ）に位置決め係
止する。

【００５８】つぎに、上方よりロータケース１１を被
せ、ロータケース１１と下蓋１２との全周を気密に溶接
する。そしてロータケース１１の外側にステータコイル
ユニット４６を嵌め、係合爪４１を下蓋１２のコイル位
置決め凹部１２Ｂに係合させる。これにより、四方切換
弁１０の組立が完成する。

【００５９】（四方切換弁を使用した冷凍・冷蔵庫）つ
ぎに、上述の構成による四方切換弁１０を組み込まれた
冷凍・冷蔵庫を、図５を参照して説明する。冷凍・冷蔵
庫の冷凍サイクル装置は、圧縮機１０１と、凝縮器１０
２と、流量調節手段としてのキャピラリチューブ１０３
と、蒸発器１０４と、四方切換弁１０と、これらを接続
する冷媒通路１０５〜１０８を含む。

【００６０】四方切換弁１０の高圧側ポートＣは圧縮機
１０１の吐出ポート１０１ｄに接続され、低圧側ポート
Ｓを圧縮機１０１の吸入ポート１０１ｓに、第１の流路
切換ポートＣを凝縮器１０２に、第２の流路切換ポート
Ｅを蒸発器１０４に各々接続されている。

【００６１】四方切換弁１０の主弁体２１が第１の回転
位置に位置している時には、図５（ａ）に示されている
ように、圧縮機１０１→四方切換弁１０→凝縮器１０２
→キャピラリチューブ１０３→蒸発器１０４→四方切換
弁１０→圧縮機１０１の循環経路が成立し、通常の冷却
運転が行われる。

【００６２】冷凍・冷蔵庫は、第１室１１１、第２室１
１２、第３室１１３を有し、冷却運転時には、蒸発器１
０４より冷気が、ファン１１４によって第１室１１１へ
送られて第１室１１１が冷凍室として機能し、また、冷
気がダンパ１１５の開閉によって第２室１１２へ送られ
て第２室１１２が冷蔵室として機能すると共に、第３室
１１３が野菜室として機能する。

【００６３】四方切換弁１０の主弁体２１が第２の回転
位置に位置すると、図５（ｂ）に示されているように、
圧縮機１０１→四方切換弁１０→蒸発器１０４→キャピ
ラリチューブ１０３→凝縮器１０２→四方切換弁１０→
圧縮機１０１の循環経路、すなわち、通常の冷却運転時
とは逆の循環経路が成立する。この場合には、圧縮機１
０１より高温高圧の冷媒が蒸発器１０４に直接流れ、蒸
発器１０４の除霜（デフロスト）が行われる。

【００６４】つぎに、冷凍・冷蔵庫に使用された四方切
換弁１０の動作について説明する。 ＜イニシャライズ処理＞ステッピングモータ３０を時計
廻り方向（逆回転方向）に規定パルス数励磁する。この
とき、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状
態であれば、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り方
向に回転し、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１の
ロータ当接面部２１Ｅに当接し、ロータ３１によって主
弁体２１が同方向に回転する。規定位置（０パルス位
置）で、図２（ａ）に示されているように、ロータ３１
の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの一方の面に当接して
位置出しされる。

【００６５】差圧が生じていて主弁体２１を回転できな
い場合には、ステッピングモータ３０の０パルス位置へ
の励磁により、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り
方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス位置にて、圧
力バランスポート２０が開かれる。

【００６６】主弁体２１に作用する差圧を低差圧にバラ
ンスさせるため、この状態（内部連通路２１Ａと弁室１
３との連通のために圧力バランスポート２０が開いた状
態）を規定時間維持することで、低差圧、無差圧状態が
得られる。

【００６７】この後に、時計廻り方向に規定パルス数励
磁することにより、主弁体２１が規定位置（０パルス位
置）に位置することができ、図２（ａ）に示されている
ように、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの
一方の面に当接して位置出しされる。

【００６８】一般的には、ステッピングモータ３０の現
在位置（モータ角位置）、時間が制御用のマイクロコン
ピュータ等によって管理されているから、このイニシャ
ライズ処理は、起動時（電源投入時）、停電復帰時のみ
行われればよい。

【００６９】＜冷却運転＞上述したイニシャライズ処理
と同じ動作により、０パルス位置（第１のモータ角位
置）で、冷却運転状態が得られる。０パルス位置では、
図２（ａ）に示されているように、副弁体２２は第３の
回転位置に位置して圧力バランスポート２０を閉じ、主
弁体２１は、第１の回転位置に位置し、第１の流路切換
ポートＣを弁室１３に開放して弁室１３と第１の流路切
換ポートＣとの連通を確立すると共に、内部連通部２１
Ａによって低圧側ポートＳと第２の流路切換ポートＥと
の連通を確立する。

【００７０】＜デフロスト前バランス＞冷却運転よりデ
フロスト運転への移行時に実行される。冷却運転状態に
おいて、圧縮機１０１の運転を停止し、ステッピングモ
ータ３０を反時計廻り方向（正回転方向）に１４パルス
励磁する（第２のモータ角位置）。この時には、主弁体
２１、副弁体２２には差圧が作用しており、ステッピン
グモータ３０の発生トルクは、主弁体２１を回転できな
いが、副弁体２２を回転できるように設定されている。

【００７１】これにより、ロータ３１と共に副弁体２２
が反時計廻り方向（正回転方向）に回転し、１４パルス
位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図２
（ｂ）に示されているように、第３の回転位置と第４の
回転位置との中間回転位置に位置し、圧力バランスポー
ト２０を開く。これにより、圧力バランスポート２０を
通じて弁室１３と低圧側ポートＳ、主弁体２１の内部連
通路２１Ａとが連通する。この状態が規定時間保たれる
ことにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無
差圧状態になる。

【００７２】＜デフロスト運転＞デフロスト前バランス
状態からのデフロスト運転への切り換えであり、主弁体
２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になったの
ち、ステッピングモータ３０を、更に、反時計廻り方向
（正回転方向）に１４パルス励磁する（２４パルス位置
＝第３のモータ角位置）。

【００７３】これにより、ロータ３１と一体に副弁体２
２が更に反時計廻り方向（正回転方向）に回転すると共
に、ロータ３１の係合片３１Ｄが主弁体２１のロータ当
接面部２１Ｄを押し、図２（ｃ）に示されているよう
に、副弁体２２は第４の回転位置に位置して圧力バラン
スポート２０を閉じ、主弁体２１は、第２の回転位置に
位置する。

【００７４】主弁体２１が第２の回転位置に位置するこ
とにより、第２の流路切換ポートＥが弁室１３に開放さ
れて弁室１３と第２の流路切換ポートＥとの連通が確立
すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳ
と第１の流路切換ポートＣとの連通が確立する。ここ
で、圧縮機１０１の運転を再開することで、圧縮機１０
１の吐出ガスが蒸発器１０４へ流れ、蒸発器１０４の除
霜が行われる。

【００７５】＜冷却運転前バランス＞デフロスト運転よ
り冷却運転への移行時に実行される。圧縮機１０１の運
転を停止し、ステッピングモータ３０を時計廻り方向
（逆回転方向）に１４パルス励磁する（第２のモータ角
位置）。この時には、主弁体２１、副弁体２２には差圧
が作用しており、ステッピングモータ３０の発生トルク
は、主弁体２１を回転できないが、副弁体２２を回転で
きるように設定されている。

【００７６】これにより、ロータ３１と一体に副弁体２
２が時計廻り方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス
位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図２
（ｄ）に示されているように、第３の回転位置と第４の
回転位置との中間回転位置に位置し、圧力バランスポー
ト２０を開く。これにより、圧力バランスポート２０を
通じて弁室１３と低圧側ポートＳ、主弁体２１の内部連
通路２１Ａとが連通する。この状態が規定時間保たれる
ことにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無
差圧状態になる。

【００７７】＜冷却運転前バランス後の冷却運転＞主弁
体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になった
のち、ステッピングモータ３０を、更に、時計廻り方向
（逆回転方向）に１４パルス励磁する（０パルス位置＝
第１のモータ角位置）。

【００７８】これにより、ロータ３１と一体に副弁体２
２が更に時計廻り方向（逆回転方向）に回転すると共
に、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当
接面部２１Ｅを押し、図２（ａ）に示されているよう
に、副弁体２２は第３の回転位置に位置して圧力バラン
スポート２０を閉じ、主弁体２１は第１の回転位置に位
置する。

【００７９】主弁体２１が第１の回転位置に位置するこ
とにより、第１の流路切換ポートＣが弁室１３に開放さ
れて弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通が確立
すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳ
と第２の流路切換ポートＥとの連通が確立する。

【００８０】上述の動作により、つぎのように効果が得
られる。 （１）副弁体２２による低差圧バランス化は、冷媒のガ
ス状態（吐出位置）で行われるから、冷媒流れ音（騒
音）の発生が少ない。 （２）副弁体２２による低差圧バランス化は、次運転
（デフロストあるいは冷却運転）へのプラス要因（冷媒
エンタルピ）であり、省エネルギに反さない。 （３）主弁体２１の切換動作が低差圧バランス状態で行
われるので、ステッピングモータ３０を小型化でき、省
電力とすることができる。

【００８１】（三方切換弁）図６、図７はこの発明によ
る電動式流路切換弁（三方切換弁）の一つの実施形態を
示している。なお、図６、図７において、図１、図２に
対応する部分は、図１、図２に付した符号と同一の符号
を付けて、その説明を省略し、相違点を中心に説明す
る。

【００８２】三方切換弁５０は、四方切換弁１０と同様
に、ロータケース１１、下蓋１２、主弁体２１、副弁体
２２、ステッピングモータ３０を有している。

【００８３】弁シート板１５の弁シート面１５Ａのう
ち、主弁体２１との摺接面部に第１の流路切換ポートＣ
と第２の流路切換ポートＥとが主弁体回転方向に間隔を
おいて形成されている。また、弁シート面１５Ａのうち
副弁体２２との摺接面部に第１の流路切換ポートＣと常
時連通の第１の圧力バランスポート２０ｃと第２の流路
切換ポートＥと常時連通の第２の圧力バランスポート２
０ｅとが副弁体回転方向に間隔をおいて形成されてい
る。下蓋１２に開口している高圧側ポートＤは弁室１３
に常時連通している。

【００８４】主弁体２１は、弁シート面１５Ａに開口し
た流路切換用の内部閉じ空間部２１Ｆを有し、図７
（ａ）に示す第１の回転位置にて、内部閉じ空間部２１
Ｆによって第２の流路切換ポートＥを閉じて弁室１３と
第１の流路切換ポートＣとの連通を確立し、第１の回転
位置より所定回転角度だけ回転変位した図７（ｃ）に示
す第２の回転位置にて、内部閉じ空間部２１Ｆによって
第１の流路切換ポートＣを閉じて弁室１３と第２の流路
切換ポートＥとの連通を確立する。

【００８５】副弁体２２は、弁シート面１５Ａとの対接
面（下底面）にポート閉じ突起２２Ａと、脚状突起２２
Ｃとを有し、これら突起によって弁シート面１５Ａに摺
接し、これ以外の部分では弁シート面１５Ａとの間に間
隙２２Ｄ（図６参照）を画定している。間隙２２Ｄは主
弁体２１のリング部２１Ｂに形成されている切欠部２１
Ｃによって弁室１３に常時連通している。

【００８６】副弁体２２は、図７（ａ）に示す第３の回
転位置にてポート閉じ突起２２Ａによって第２の圧力バ
ランスポート２０ｅを閉じ、第３の回転位置より所定回
転角度だけ回転変位した図７（ｃ）に示す第４の回転位
置にてポート閉じ突起２２Ａによって第１の圧力バラン
スポート２０ｃを閉じ、図７（ｂ）、（ｄ）に示す第３
の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置にて第１
の圧力バランスポート２０ｃあるいは第２の圧力バラン
スポート２０ｅを開いて第１の圧力バランスポート２０
ｃあるいは第２の圧力バランスポート２０ｅと弁室１３
との連通を確立する。

【００８７】三方切換弁５０においても、ステッピング
モータ３０は、第１のモータ角位置（０パルス位置）に
て、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ片１４Ｅの一
方の面に当接し、主弁体２１を第１の回転位置に位置さ
せると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させ（図
７（ａ）参照）、この第１のモータ角位置（０パルス位
置）より正回転方向に所定角度回転した第２のモータ角
位置（１４パルス位置）への回転によって副弁体２２を
第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位
置させる（図７（ｂ）参照）。

【００８８】この正方向回転における第２のモータ角位
置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｄ
が主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄに当接し、ステッ
ピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パ
ルス位置）より更に正回転方向に所定角度回転した第３
のモータ角位置（２８パルス位置）への回転によって主
弁体２１を第１の回転位置より第２の回転位置に位置さ
せると共に副弁体２２を第４の回転位置に位置させる
（図７（ｃ）参照）。第３のモータ角位置（２８パルス
位置）では、ロータ３１の係合片３１Ｅがストッパ片１
４Ｅの他方の面に当接する。

【００８９】ステッピングモータ３０は、第３のモータ
角位置（２８パルス位置）より逆回転方向に所定角度回
転して第２のモータ角位置（１４パルス位置）に戻る際
に、副弁体２２を再び第３の回転位置と第４の回転位置
との中間回転位置に位置させる（図７（ｄ）参照）。

【００９０】この逆方向回転における第２のモータ角位
置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｅ
が主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅに当接し、ステッ
ピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パ
ルス位置）より更に逆回転方向に所定角度回転して第１
のモータ角位置（０パルス位置）に戻る回転によって主
弁体２１を第２の回転位置より第１の回転位置に位置さ
せると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させる
（図７（ａ）参照）。

【００９１】上述の動作により、主弁体２１の回転によ
る流路切換（第１の回転位置→第２の回転位置の移動、
あるいは第２の回転位置→第１の回転位置の移動）に先
立って、副弁体２２が第３の回転位置と第４の回転位置
との中間回転位置し、第１の圧力バランスポート２０ｃ
あるいは第２の圧力バランスポート２０ｅが開かれる。
これにより、主弁体２１の内部閉じ空間部２１Ｆの圧力
が弁室１３の内圧に等しくなり、その後の主弁体２１の
回転が低差圧バランス状態で行われ、ステッピングモー
タ３０の小型化が可能になる。

【００９２】上述の構成による三方切換弁５０でも、副
弁体２２が副弁ばね２５によって弁シート面１５Ａに押
し付けられることにより、圧力バランスポート２０の締
め切りが行われ、副弁体２２が弁シート面１５Ａに対し
て摺動することにより、圧力バランスポート２０の開閉
が行われるから、主弁体２１に作用する圧力差が少ない
状態でも、圧力バランスポート２０の開閉時に、主弁体
２１との摩擦抵抗によって副弁体２２が主弁体２１を不
必要に回転変位させることがない。これにより、主弁体
２１と副弁体２２との位置関係が安定状態で確定する。

【００９３】また、主弁ばね２３、副弁ばね２５によ
り、主弁体２１と副弁体２２へのばね付勢荷重を個別の
最適値に設定することができ、安定した性能を得る。ま
た、副弁体２５のばね付勢荷重が偏心片荷重になること
がなく、安定したロータ回転、耐久性を得ることができ
る。

【００９４】（三方切換弁を使用した冷凍・冷蔵庫１）
つぎに、上述の構成による三方切換弁５０を組み込まれ
た冷凍・冷蔵庫を、図８を参照して説明する。冷凍・冷
蔵庫の冷凍サイクル装置は、圧縮機１０１と、凝縮器１
０２と、流量調節手段としてのキャピラリチューブ１０
３と、蒸発器１０４と、三方切換弁５０と、これらを接
続する冷媒通路１０５〜１０７，１０９を含む。

【００９５】三方切換弁５０の高圧側ポートＤは圧縮機
１０１の吐出ポート１０１ｄに接続され、第１の流路切
換ポートＣを凝縮器１０２に、第２の流路切換ポートＥ
をバイパス冷媒通路１０９によって蒸発器１０４に各々
接続されている。バイパス冷媒通路１０９は凝縮器１０
２をバイパスして第２の流路切換ポートＥを蒸発器１０
４に直接接続する。

【００９６】三方切換弁５０の主弁体２１が第１の回転
位置に位置している時には、圧縮機１０１→三方切換弁
５０→凝縮器１０２→キャピラリチューブ１０３→蒸発
器１０４→圧縮機１０１の循環経路が成立し、通常の冷
却運転が行われて、蒸発器１０４より冷気が、ファン１
１４によって第１室１１１へ送られて第１室１１１が冷
凍室として機能し、また、冷気がダンパ１１５の開閉に
よって第２室１１２へ送られて第２室１１２が冷蔵室と
して機能すると共に、第３室１１３が野菜室として機能
する。

【００９７】三方切換弁５０の主弁体２１が第２の回転
位置に位置すると、圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｄ
がバイパス冷媒通路１０９に接続され、圧縮機１０１よ
り高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路１０９によって蒸
発器１０４に直接流れ、蒸発器１０４の除霜（デフロス
ト）が行われる。

【００９８】つぎに、冷凍・冷蔵庫に使用された三方切
換弁５０の動作について説明する。 ＜イニシャライズ処理＞ステッピングモータ３０を時計
廻り方向（逆回転方向）に規定パルス数励磁する。この
とき、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状
態であれば、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り方
向に回転し、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１の
ロータ当接面部２１Ｅに当接し、ロータ３１によって主
弁体２１が同方向に回転する。規定位置（０パルス位
置）で、図７（ａ）に示されているように、ロータ３１
の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの一方の面に当接して
位置出しされる。

【００９９】差圧が生じていて主弁体２１を回転できな
い場合には、ステッピングモータ３０の０パルス位置へ
の励磁により、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り
方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス位置にて、第
１の圧力バランスポート２０ｃおよび第２の圧力バラン
スポート２０ｅが開かれる。

【０１００】主弁体２１に作用する差圧を低差圧にバラ
ンスさせるため、この状態（内部閉じ空間部２１Ｆと弁
室１３との連通のために第２の圧力バランスポート２０
ｅが開いた状態）を規定時間維持することで、低差圧、
無差圧状態が得られる。

【０１０１】この後に、時計廻り方向に規定パルス数励
磁することにより、主弁体２１が規定位置（０パルス位
置）に位置することができ、図７（ａ）に示されている
ように、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの
一方の面に当接して位置出しされる。

【０１０２】＜冷却運転＞上述したイニシャライズ処理
と同じ動作により、０パルス位置（第１のモータ角位
置）で、冷却運転状態が得られる。０パルス位置では、
図７（ａ）に示されているように、副弁体２２は第３の
回転位置に位置して第２の圧力バランスポート２０ｅを
閉じ、主弁体２１は、第１の回転位置に位置し、内部閉
じ空間部２１Ｆによって第２の流路切換ポートＥを閉
じ、第１の流路切換ポートＣを弁室１３に開放して弁室
１３と第１の流路切換ポートＣとの連通を確立する。

【０１０３】＜デフロスト前バランス＞冷却運転よりデ
フロスト運転への移行時に実行される。冷却運転状態に
おいて、圧縮機１０１の運転を停止し、ステッピングモ
ータ３０を反時計廻り方向（正回転方向）に１４パルス
励磁する（第２のモータ角位置）。この時には、主弁体
２１、副弁体２２には差圧が作用しており、ステッピン
グモータ３０の発生トルクは、主弁体２１を回転できな
いが、副弁体２２を回転できるように設定されている。

【０１０４】これにより、ロータ３１と共に副弁体２２
が反時計廻り方向（正回転方向）に回転し、１４パルス
位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図７
（ｂ）に示されているように、第３の回転位置と第４の
回転位置との中間回転位置に位置し、第２の圧力バラン
スポート２０ｅを開く。これにより、第２の圧力バラン
スポート２０ｅを通じて弁室１３と主弁体２１の内部閉
じ空間部２１Ｆとが連通する。この状態が規定時間保た
れることにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差
圧、無差圧状態になる。

【０１０５】＜デフロスト運転＞デフロスト前バランス
状態からのデフロスト運転への切り換えであり、主弁体
２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になったの
ち、ステッピングモータ３０を、更に、反時計廻り方向
（正回転方向）に１４パルス励磁する（２４パルス位置
＝第３のモータ角位置）。

【０１０６】これにより、ロータ３１と一体に副弁体２
２が更に反時計廻り方向（正回転方向）に回転すると共
に、ロータ３１の係合片３１Ｄが主弁体２１のロータ当
接面部２１Ｄを押し、図７（ｃ）に示されているよう
に、副弁体２２は第４の回転位置に位置して第１の圧力
バランスポート２０ｃを閉じ、主弁体２１は、第２の回
転位置に位置する。

【０１０７】主弁体２１が第２の回転位置に位置するこ
とにより、内部閉じ空間部２１Ｆによって第１の流路切
換ポートＣが閉じられ、第２の流路切換ポートＥが弁室
１３に開放されて弁室１３と第２の流路切換ポートＥと
の連通が確立する。ここで、圧縮機１０１の運転を再開
することで、圧縮機１０１の吐出ガスが蒸発器１０４へ
流れ、蒸発器１０４の除霜が行われる。

【０１０８】＜冷却運転前バランス＞デフロスト運転よ
り冷却運転への移行時に実行される。圧縮機１０１の運
転を停止し、ステッピングモータ３０を時計廻り方向
（逆回転方向）に１４パルス励磁する（第２のモータ角
位置）。この時には、主弁体２１、副弁体２２には差圧
が作用しており、ステッピングモータ３０の発生トルク
は、主弁体２１を回転できないが、副弁体２２を回転で
きるように設定されている。

【０１０９】これにより、ロータ３１と一体に副弁体２
２が時計廻り方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス
位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図７
（ｄ）に示されているように、第３の回転位置と第４の
回転位置との中間回転位置に位置し、第１の圧力バラン
スポート２０ｃを開く。これにより、第１の圧力バラン
スポート２０ｃを通じて弁室１３と主弁体２１の内部閉
じ空間部２１Ｆとが連通する。この状態が規定時間保た
れることにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差
圧、無差圧状態になる。

【０１１０】＜冷却運転前バランス後の冷却運転＞主弁
体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になった
のち、ステッピングモータ３０を、更に、時計廻り方向
（逆回転方向）に１４パルス励磁する（０パルス位置＝
第１のモータ角位置）。

【０１１１】これにより、ロータ３１と一体に副弁体２
２が更に時計廻り方向（逆回転方向）に回転すると共
に、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当
接面部２１Ｅを押し、図７（ａ）に示されているよう
に、副弁体２２は第３の回転位置に位置して第２の圧力
バランスポート２０ｅを閉じ、主弁体２１は第１の回転
位置に位置する。

【０１１２】主弁体２１が第１の回転位置に位置するこ
とにより、内部閉じ空間部２１Ｆによって第２の流路切
換ポートＥが閉じられ、第１の流路切換ポートＣが弁室
１３に開放されて弁室１３と第１の流路切換ポートＣと
の連通が確立する。

【０１１３】上述の動作により、上述した四方切換弁１
０の場合と同等の効果が得られる。

【０１１４】（三方切換弁を使用した冷凍・冷蔵庫２）
つぎに、上述の構成による三方切換弁５０を組み込まれ
た冷凍・冷蔵庫の他の実施形態を、図９を参照して説明
する。この冷凍・冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、冷凍室
用のキャピラリチューブ１０３Ｆと冷蔵室用のキャピラ
リチューブ１０３Ｒ、冷凍室用の蒸発器１０４Ｆと冷蔵
室用の蒸発器１０４Ｒを各々個別に有し、もう一つの三
方切換弁６０によって冷凍室用のキャピラリチューブ１
０３Ｆ、蒸発器１０４Ｆの冷媒通路１０６Ｆと、冷蔵室
用のキャピラリチューブ１０３Ｒ蒸発器１０４Ｒの冷媒
通路１０６Ｒとが切り換えられるようになっている。冷
蔵室用の蒸発器１０４Ｒと冷凍室用の蒸発器１０４Ｆと
は逆止弁１１６によって接続されている。

【０１１５】三方切換弁５０の高圧側ポートＣは圧縮機
１０１の吐出ポート１０１ｄに接続され、第１の流路切
換ポートＣを凝縮器１０２に、第２の流路切換ポートＥ
をバイパス冷媒通路１１０によって冷凍室用蒸発器１０
４Ｆに各々接続されている。バイパス冷媒通路１１０は
凝縮器１０２等をバイパスして第２の流路切換ポートＥ
を冷凍室用の蒸発器１０４Ｆに直接接続する。

【０１１６】そして、三方切換弁５０の主弁体２１が第
１の回転位置に位置している時には通常の冷却運転が行
われて、もう一つの三方切換弁６０が冷蔵室用のキャピ
ラリチューブ１０３Ｒ側に切り換わっていれば、圧縮機
１０１→三方切換弁５０→凝縮器１０２→三方切換弁６
０→冷蔵室用の蒸発器１０４Ｒ→逆止弁１１６→冷凍室
用の蒸発器１０４Ｆ→圧縮機１０１の循環経路が成立
し、もう一つの三方切換弁６０が冷凍室用のキャピラリ
チューブ１０３Ｆ側に切り換わっていれば、圧縮機１０
１→三方切換弁５０→凝縮器１０２→三方切換弁６０→
冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆ→冷凍室用の蒸
発器１０４Ｆ→圧縮機１０１の循環経路が成立する。

【０１１７】これにより、もう一つの三方切換弁６０が
冷蔵室用のキャピラリチューブ１０３Ｒ側に切り換わっ
ている間は、冷蔵室用の蒸発器１０４Ｒより冷気が、フ
ァン１１４Ｒによって第１室１１１へ送られると共に、
冷凍室用の蒸発器１０４Ｆより冷気が、ファン１１４Ｆ
によって第３室１１３へ送られ、一方、もう一つの三方
切換弁６０が冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆ側
に切り換わっている間は、冷凍室用の蒸発器１０４Ｆよ
り冷気が、ファン１１４Ｆによって第３室１１３へ送ら
れる。よって、第１室１１１が冷蔵室として機能し、第
３室１１３が冷凍室として機能すると共に、第２室１１
２が野菜室として機能する。

【０１１８】一方、三方切換弁５０の主弁体２１が第２
の回転位置に位置すると、圧縮機１０１の吐出ポート１
０１ｄがバイパス冷媒通路１１０に接続され、圧縮機１
０１より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路１１０によ
って冷凍室用の蒸発器１０４Ｆに直接流れ、蒸発器１０
４Ｆの除霜（デフロスト）が行われる。

【０１１９】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による電動式流路切換弁によれば、均圧モードを有す
る電動式流路切換弁として、安定した性能と充分な耐久
性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電動式流路切換弁（四方切換
弁）の一つの実施形態を示す縦断面図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は、この発明による電動式流路
切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態の各動作状態を
示す要部の平断面図である。

【図３】この発明による電動式流路切換弁（四方切換
弁）の一つの実施形態の要部を示す分解斜視図である。

【図４】この発明による電動式流路切換弁（四方切換
弁）の一つの実施形態の弁シート側の組立品を示す斜視
図である。

【図５】（ａ）、（ｂ）は、この発明による電動式流路
切換弁（四方切換弁）を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の一
つの実施形態を示すブロック線図である。

【図６】この発明による電動式流路切換弁（三方切換
弁）の一つの実施形態を示す縦断面図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、この発明による電動式流路
切換弁（三方切換弁）の一つの実施形態の各動作状態を
示す要部の平断面図である。

【図８】この発明による電動式流路切換弁（三方切換
弁）を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の一つの実施形態を示
すブロック線図である。

【図９】この発明による電動式流路切換弁（三方切換
弁）を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の他の実施形態を示す
ブロック線図である。

【符号の説明】

１０ 四方切換弁 １１ ロータケース １２ 下蓋 １３ 弁室 １４ ベース板 １５ 弁シート板 ２０ 圧力バランスポート ２０ｃ 第１の圧力バランスポート ２０ｅ 第２の圧力バランスポート ２１ 主弁体 ２１Ａ 内部連通部 ２１Ｆ 内部閉じ空間部 ２２ 副弁体 ２３ 主弁ばね ２５ 副弁ばね ３０ ステッピングモータ ３１ ロータ ４６ ステータコイルユニット １０１ 圧縮機 １０２ 凝縮器 １０３、１０３Ｆ、１０３Ｒ キャピラリチューブ １０４ １０４Ｆ、１０４Ｒ 蒸発器 １０９、１１０ バイパス冷媒通路 Ｃ 第１の流路切換ポート Ｄ 高圧側ポート Ｅ 第２の流路切換ポート Ｓ 低圧側ポート ２０ 圧力バランスポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H053 AA01 AA21 BA02 BA12 BB02 DA12 3H062 AA07 AA13 BB33 CC02 EE07 HH04 HH09 3H067 AA13 AA31 BB04 CC01 CC22 DD03 DD32 EA02 EB07 FF11 GG24

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧側ポートと常時連通の弁室を有し、
   前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々個別に回転可能に
   同心配置され、 前記弁室の底面が弁シート面をなして当該弁シート面に
   前記主弁体と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当
   該弁シート面のうち前記主弁体との摺接面部に低圧側ポ
   ートと第１の流路切換ポートと第２の流路切換ポートと
   が主弁体回転方向に間隔をおいて形成され、前記弁シー
   ト面のうち前記副弁体との摺接面部に前記低圧側ポート
   と常時連通の圧力バランスポートが形成され、 前記主弁体は、前記弁シート面に開口した流路切換用の
   内部連通部を有し、第１の回転位置にて前記弁室と前記
   第１の流路切換ポートとの連通を確立すると共に前記内
   部連通部によって前記低圧側ポートと第２の流路切換ポ
   ートとの連通を確立し、前記第１の回転位置より所定回
   転角度だけ回転変位した第２の回転位置にて前記弁室と
   前記第２の流路切換ポートとの連通すると共に前記内部
   連通部によって前記低圧側ポートと前記第１の流路切換
   ポートとの連通を確立し、 前記副弁体は、第３の回転位置と当該第３の回転位置よ
   り所定回転角度だけ回転変位した第４の回転位置にて前
   記圧力バランスポートを閉じ、前記第３の回転位置と前
   記第４の回転位置との中間回転位置にて前記圧力バラン
   スポートを開いて前記圧力バランスポートと前記弁室と
   の連通を確立し、 前記主弁体と前記副弁体を所定回転角をもって分割回転
   駆動する電動機を有し、前記電動機は、ロータに前記主
   弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位可能に連結され
   且つ前記副弁体を一体的に連結され、 前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体
   が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内
   部連通部の圧力を前記弁室の内圧にする電動式流路切換
   弁。
2. 【請求項２】 高圧側ポートと常時連通の弁室を有し、
   前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々個別に回転可能に
   同心配置され、 前記弁室の底面が弁シート面をなして当該弁シート面に
   前記主弁体と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当
   該弁シート面のうち前記主弁体との摺接面部に第１の流
   路切換ポートと第２の流路切換ポートとが主弁体回転方
   向に間隔をおいて形成され、前記弁シート面のうち前記
   副弁体との摺接面部に前記第１の流路切換ポートと常時
   連通の第１の圧力バランスポートと前記第２の流路切換
   ポートと常時連通の第２の圧力バランスポートとが副弁
   体回転方向に間隔をおいて形成され、 前記主弁体は、前記弁シート面に開口した流路切換用の
   内部閉じ空間部を有し、第１の回転位置にて前記内部閉
   じ空間部によって前記第２の流路切換ポートを閉じて前
   記弁室と前記第１の流路切換ポートとの連通を確立し、
   前記第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した
   第２の回転位置にて前記内部閉じ空間部によって前記第
   １の流路切換ポートを閉じて前記弁室と前記第２の流路
   切換ポートとの連通を確立し、 前記副弁体は、第３の回転位置にて前記第２の圧力バラ
   ンスポートを閉じ、当該第３の回転位置より所定回転角
   度だけ回転変位した第４の回転位置にて前記第１の圧力
   バランスポートを閉じ、前記第３の回転位置と前記第４
   の回転位置との中間回転位置にて前記第１の圧力バラン
   スポートあるいは前記第２の圧力バランスポートを開い
   て前記第１の圧力バランスポートあるいは前記第２の圧
   力バランスポートと前記弁室との連通を確立し、 前記主弁体と前記副弁体を所定回転角をもって分割回転
   駆動する電動機を有し、前記電動機は、ロータに前記主
   弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位可能に連結され
   且つ前記副弁体を一体的に連結され、 前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体
   が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内
   部閉じ空間部の圧力を前記弁室の内圧にする電動式流路
   切換弁。
3. 【請求項３】 前記電動機は、第１のモータ角位置にて
   前記主弁体を前記第１の回転位置に位置させると共に前
   記副弁体を前記第３の回転位置に位置させ、当該第１の
   モータ角位置より正回転方向に所定角度回転した第２の
   モータ角位置への回転によって前記副弁体を前記第３の
   回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置に位置
   させ、当該第２のモータ角位置にて前記主弁体と係合
   し、当該第２のモータ角位置より更に正回転方向に所定
   角度回転した第３のモータ角位置への回転によって前記
   主弁体を前記第１の回転位置より前記第２の回転位置に
   位置させると共に前記副弁体を前記第４の回転位置に位
   置させ、当該第３のモータ角位置より逆回転方向に所定
   角度回転して前記第２のモータ角位置に戻る際に前記副
   弁体を前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中
   間回転位置に位置させ、更に逆回転方向に所定角度回転
   して前記第１のモータ角位置に戻ることを特徴とする請
   求項１または２記載の電動式流路切換弁。
4. 【請求項４】 前記主弁体を前記弁シート面に押し付け
   る第１の弁ばねと、前記副弁体を前記弁シート面に押し
   付ける第２の弁ばねとが個別に設けられていることを特
   徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の電動式流路切
   換弁。
5. 【請求項５】 回転中心部に前記副弁体が配置され、当
   該副弁体の外周側に前記主弁体が配置されていることを
   特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の電動式流路
   切換弁。
6. 【請求項６】 圧縮機と、凝縮器と、流量調節手段と、
   蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵
   庫用の冷凍サイクル装置において、 請求項１記載の電動式流路切換弁を有し、当該電動式流
   路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接
   続され、低圧側ポートが前記圧縮機の吸入ポートに接続
   され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続
   され、第２の流路切換ポートが前記蒸発器の出口に接続
   されていることを特徴とする冷蔵庫用の冷凍サイクル装
   置。
7. 【請求項７】 圧縮機と、凝縮器と、流量調節手段と、
   蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵
   庫用の冷凍サイクル装置において、 請求項２記載の電動式流路切換弁を有し、当該電動式流
   路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接
   続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接
   続され、第２の流路切換ポートが前記凝縮器をバイパス
   するバイパス冷媒通路によって前記蒸発器の入口に直接
   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。
8. 【請求項８】 圧縮機と、凝縮器と、冷凍室用流量調節
   手段と、冷蔵室用流量調節手段と、冷凍室用蒸発器と、
   冷蔵室用蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷
   凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、 請求項２記載の電動式流路切換弁を有し、当該電動式流
   路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接
   続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接
   続され、第２の流路切換ポートがバイパス冷媒通路によ
   って前記冷凍室用蒸発器の入口に直接接続されているこ
   とを特徴とする冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置。