JP2005326007A - 四方変換電磁弁のガイド弁ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】四方変換電磁弁エアコンにおける作動態様切換えに使用される四方変換電磁弁の長期に亘る作動上の信頼性を維持する。
【解決手段】アームの貫通孔にスライダーが配置しており、貫通孔中においてスライダーとアームとの間にスライダーの長手方向の移動が実質的に可能となる大きさの隙間が介在している。
【選択図】図３

Description

この発明は四方変換電磁弁のガイド弁ユニットに関するものであり、特に四方変換電磁弁エアコンにおける作動態様切換えに使用される四方変換電磁弁のガイド弁ユニット中のスライダーとアームとの組合せの改良に関するものである。

四方変換電磁弁は一般にエアコンにおける冷房、暖房および霜取りなどの作動態様切換えに使用されるもので、その代表的な従来構造を図１に示す。

図示のように四方変換電磁弁は主弁ユニット１０と主弁ユニット１０に後記する種々の連結管により連結されたガイド弁ユニット１００とガイド弁ユニット１００上に取り付けられた電磁コイル２００とを主要な構成要素としている。

主弁ユニット１０は円筒状の弁筒１１とその長手方向両端に固定されたキャップ１６とによって画定される内部密閉空間を有している。この内部密閉空間には４本の連結管Ｄ、Ｓ、Ｅ、Ｃが開口している。すなわち四方変換電磁弁は吐出管Ｄ（常時高圧である）によりコンプレッサーＣＭの排気端に連結され、吸入管Ｓ（常時低圧である）により同コンプレッサーＣＭの吸入端に連結され、連結管Ｅにより室内熱交換器２０に連結され、連結管Ｃにより室外熱交換器３０に連結されている。

上記の内部密閉空間内には弁座１２が固定されており、その上にはドーム状の滑動ブロック１３が配置されている。滑動ブロック１３に固定されて図中左右に延在する連結ロッド１５の両端にはピストン１４が固定されている。

これらのピストン１４は内部密閉空間を図中左右１対の端室１７ａ、１７ｂと中間室１８とに分割している。また滑動ブロック１３は中間室１８内を外房室１９ａと内房室１９ｂとに分割している。外房室１９ａには前記した吐出管Ｄが開口して室内を常時高圧状態に維持しており、内房室１９ｂには前記した吸入管Ｓが開口して室内を常時低圧状態に維持している。

後記するように、左右の端室１７ａ、１７ｂ内と中間室１８内の圧力関係の変化に応じて、滑動ブロック１３はピストン１４とともに左右に滑動する。

ガイド弁ユニット１００は図中一端が閉鎖され他端が開口した弁筒１０１を有しており、該一端近くにおいて弁内壁上に弁座１０３が固定されている。この弁座１０３の位置において、弁筒１０１には毛細管ｘ、毛細管ｙおよび毛細管ｗがそれぞれ開口している。

弁筒１０１の図中右端にはスリーブ１０５が同軸状に固定されており、該スリーブ１０５は右方に延在してその右端が吸引子１０７により閉鎖されている。なお図示の実施例は交流制御弁なので吸引子１０７に分磁リング１０９が付設されているが、直流制御弁の場合には分磁リング１０９を付設する必要はない。

弁筒１０１の内部には軸方向に滑動可能に段付きプランジャー１１１が挿入されており、その右端孔と吸引子１０７との間には圧縮バネ１１３が介装されている。プランジャー１１１の左端には真鍮製のアーム１１５が固定されて、左方に延在している。

図２に示すように、アーム１１５の左端近くに形成された長円断面状の上下貫通孔１１７には樹脂製スライダー１１９が配置されている。このスライダー１１９の上面はアーム１１５に固定されたバネ１２１が圧接している。またスライダー１１９の下面には弁座１０３に対向した凹溝１２３が形成されている。スライダー１１９はアーム１１５と一体になって弁座１０３上を左右に滑動する。

スライダー１１９の凹溝１２３内は毛細管ｘにより主弁ユニット１０の内房室１９ｂに開口する吸入管Ｓに連通して常時低圧状態に保たれる。またスライダー１１９の外側のガイド弁室１２５は毛細管ｚにより主弁ユニット１０の外房室１９ａに開口する吐出管Ｄに連通して常時高圧に保たれる。

電磁コイル２００はコイルと磁気ガイドから構成されており、スリーブ１０５の外周に固定されている。

ついで上記した構成の四方変換電磁弁の動作を説明する。

エアコンの冷房運転のために電磁コイル２００が非通電されると、磁気吸引力が消滅するので、圧縮バネ１１３の作用によりプランジャー１１１、アーム１１５およびスライダー１１９が一体となって図中左方に移動する。

すると主弁ユニット１０の左端室１７ａ内の気体は毛細管ｗを介してスライダー１１９の凹溝１２３へと流れ、左端室１７ａは低圧となる。またコンプレッサーＣＭからの高圧気体は毛細管ｚ、ｙを介して主弁ユニット１０の右端室１７ｂへと流れ、右端室１７ｂは高圧となる。

この結果主弁ユニット１０の左右の端室１７ａ、１７ｂに圧力差が生じて、滑動ブロック１３とピストン１４とが図中左方に移動する。すると連結管Ｅと吸入管Ｓ、および吐出管Ｄと連結管Ｃとがそれぞれ相互に連通する。

このとき冷却流通システムにおいては、コンプレッサーＣＭから排出された高圧気体が吐出管Ｄ⇒主弁ユニット１０内部⇒連結管Ｃ⇒室外熱交換器３０⇒キャピラリーＣＰ⇒室内熱交換器２０⇒連結管Ｅ⇒滑動ブロック１３内部⇒吸入管Ｓ⇒コンプレッサーＣＭと流れる。これにより冷房の循環システムが構成される。

エアコンの暖房運転のために電磁コイル２００が通電されると、磁気吸引力が発生するので、圧縮バネ１１３の作用に抗してプランジャー１１１、アーム１１５およびスライダー１１９が一体となって図中右方に移動する。この結果毛細管ｙ、ｘと毛細管ｗ、ｚがそれぞれ相互に連通する。すると主弁ユニット１０の右端室１７ｂ内の気体は毛細管ｙ、ｘを介してスライダー１１９の凹溝１２３内に流れる。

すると主弁ユニット１０の右端室１７ｂ内が低圧となる。またコンプレッサーＣＭからの高圧気体は毛細管ｚ、ｗを介して主弁ユニット１０の左端室１７ａ内が高圧となる。この結果左右の端室１７ａ、１７ｂ間に圧力差が生じ、滑動ブロック１３とピストン１４とが図中右方に移動する。すると連結管Ｃと吸入管Ｓ、および吐出管Ｄと連結管Ｅとがそれぞれ相互に連通する。

このとき暖房流通システムにおいては、コンプレッサーＣＭから排出された高圧気体が吐出管Ｄ⇒主弁ユニット１０内部⇒連結管Ｅ⇒室内熱交換器２０⇒キャピラリーＣＰ⇒室外熱交換器３０⇒連結管Ｃ⇒滑動ブロック１３⇒吸入管Ｓ⇒コンプレッサーＣＭと流れる。これにより暖房の循環システムが構成される。

上記したように、電磁コイル２００とガイド弁ユニット１００との協働により主弁ユニット１０の方向変換が実現される。かつこの方向変換により、冷却作業の方向が切り換えられて、室内熱交換器２０を冷却状態の蒸発器から加熱状態の冷却器に変える。また室外熱交換器３０は冷却状態の冷却器から加熱状態の蒸発器に変えられる。かくして四方変換電磁弁のエアコン１台で夏季には冷房、冬季には暖房の機能を果たすことができる。

ところで上記した四方変換電磁弁のガイド弁ユニット１００にあっては、図２に示すようにスライダー１１９はアーム１１５の貫通孔１１７内に配置されているが、この構造にあってはスライダー１１９の長手方向に非常に狭い隙間が残されている。この隙間は通常０．１ｍｍ以下の大きさである。

かかる小さな隙間の存在の故に、スライダー１１９がアーム１１５と一体に移動する際にアーム１１５からスライダー１１９に衝撃力が作用することがない。換言すれば移動に際してスライダー１１９を長手方向に移動させる衝撃力がアーム１１５から作用しない。したがって電磁コイル２００の通電時に比較的大きな磁気吸引力を発生させる必要がある。

また同様の理由から圧縮バネ１１３もバネ定数の大きなものを使用する必要がある。

この故に四方変換電磁弁には固定電圧で通電する方式が一般に採用されている。つまり電磁弁の起動電圧と保持電圧とは一定電圧であり、通電中に電磁弁の電磁コイルに熱が発生して、その作動上の長期信頼性が損なわれる。

かかる従来技術の現状に鑑みて、この発明の目的は四方変換電磁弁の長期に亘る作動上の信頼性を維持することにある。

このため発明のガイド弁ユニットにおいては、アームの貫通孔にスライダーが配置されており、貫通孔中においてスライダーとアームとの間にスライダーの長手方向の移動が可能となる大きさの隙間が介在していることを要旨とするものである。

好ましき実施例においては、前記の隙間の大きさが０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲にある。

この発明においては上記した大きさの隙間がスライダーとアームとの間に介在しているので、スライダーが長手方向に滑動することができる。したがって移動に際してスライダーを長手方向に移動させる衝撃力がアームから作用するので、電磁コイル２００の通電時に比較的大きな磁気吸引力を発生させる必要がなくなる。

つまり電磁弁の起動電圧と保持電圧とを下げることができる。したがって通電中に電磁弁の電磁コイルにおける熱の発生が極めて少なくなり、その作動上の信頼性が長期に亙り維持される。

また保持電圧を規定電圧より低くできるので、作動エネルギーが大幅に低減され、省エネに寄与するところ大となる。

さらに電磁コイルにおけるコイル巻線の周数を低減でき、電磁コイルが小型化し（体積にして従来の６０％〜８０％減少する）、ひいてはガイド弁ユニットもそれだけ小型化する。

さらに圧縮バネのバネ定数も比較的小さくて良い、つまり圧縮バネも大きくする必要がないので、このこともガイド弁ユニットの小型化に寄与する。この小型化は製造コストの低減にも繋がるものである。

図３にこの発明のガイド弁ユニットの一実施例の要部を示す。弁座１０３の上側でアーム１１５の貫通孔１１７中において、アーム１１５とスライダー１１９との間には長手方向に隙間Ｌが介在している。なお従来技術と同様にスライダー１１９はバネ１２１により弁座１０３に弾性的に押圧されているが、図中には表示を省く。

この隙間Ｌは０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定するのが望ましい。隙間の大きさが０．２ｍｍ未満だと、目的とする衝撃力が極めて小さくなるのでスライダーの移動を実質的に可能とできない。逆に隙間の大きさが０．８ｍｍを超えるとスライダー１１９の姿勢が不安定となり、動作中に貫通孔１１７から脱落するおそれがある。また気体の流量を確実に制御することが難しくなる可能性がある。

エアコンの冷房運転時には電磁コイル２００が非通電され、アーム１１５は圧縮バネ１１３の作用により図中左方に移動し、この際アーム１１５からスライダー１１９に衝撃力が作用し、バネにより復元力と衝撃力との協働によりスライダー１１９が左方に移動する。

エアコンの暖房運転時には電磁コイル２００が通電され、生じた磁気吸引力が圧縮バネ１１３に抗してアーム１１５を右方に移動させる。この際アーム１１５からスライダー１１９に衝撃力が作用し、磁気吸引力と衝撃力との協働によりスライダー１１９が右方に移動する。

この発明の四方変換電磁弁のガイド弁ユニットは広く冷暖房機器の製造分野において利用されるものである。

従来の四方変換電磁弁の断面側面図である。 そのガイド弁ドユニットの要部の断面側面図である。 この発明のガイド弁ユニットの一実施例の要部の断面側面図である。

符号の説明

１０： 主弁ユニット
１１： 弁筒
１３： 滑動ブロック
１４： ピストン
１７ａ、１７ｂ： 端室
１８： 中間室
１９ａ、１９ｂ： 内外房室
Ｄ： 吐出管
Ｓ： 吸入管
Ｃ、Ｅ： 連結管
２０： 室内熱交換器
３０： 室外熱交換器
１００： ガイド弁ユニット
１０１： 弁筒
１０５： スリーブ
１１１： プランジャー
１１３： 圧縮バネ
１１５： アーム
１１７： 貫通孔
１１９： スライダー

Claims (6)

1. アーム（１１５）の貫通孔（１１７）にスライダー（１１９）が配置されており、貫通孔中においてスライダーとアームとの間にスライダーの長手方向の移動が可能となる大きさの隙間が介在していることを特徴とする四方変換電磁弁のガイド弁ユニット。
2. 前記の隙間の大きさが０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のガイド弁ユニット。
3. エアコンの暖房運転と冷房運転を実現する四方変換電磁弁を構成する電磁コイルによって動作されるガイド弁がアームとこのアームに接続されるスライダーとを具備し、上記スライダーは上記アームによる衝撃力によって移動されることを特徴とする四方変換電磁弁のガイド弁ユニット。
4. 前記衝撃力は、電磁コイルの具備するバネの復元力又は電磁力によって生じるアームの移動によって発生することを特徴とする請求項３に記載のガイド弁ユニット。
5. 前記スライダーは、前記アームに形成された貫通孔内に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のガイド弁ユニット。
6. 前記スライダーは、前記貫通孔内に長手方向０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの隙間を保って設けられていることを特徴とする請求項５に記載のガイド弁ユニット。

Images