JP2009299762A - 制御弁及びこの制御弁を備えた空調機 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、組立作業が容易であり、しかも、熱による変形がその切り換え動作に悪影響を及ぼすことのない制御弁を提供するとともに、この制御弁を備えた空調機を提供する。
【解決手段】四方弁１２は、弁ハウジング１４と、弁ハウジング１４内に設けられた弁室３０と、弁室３０の内面に開口する複数の開口の間を断続する弁体と、弁体を駆動する駆動機構を備えた四方弁において、この駆動機構は、シリンダボア８６を同軸的に有する筒状体であるスリーブ８０と、弁ロッド７６を介して弁体と連結されており、シリンダボア８６内に摺動自在なピストン７８と、ピストン７８を摺動させるパイロット圧の供給を受けるパイロット圧室８８と、スリーブ８０を弁ハウジング１４内に保持するＯリング９４であって、スリーブ８０のシリンダボア８６に対応したスリーブ８０の外周面と弁ハウジング１４の内周面との間に隙間９８を確保するＯリング９４とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、制御弁に関し、より詳しくは、冷媒循環経路に介挿される制御弁及びこの制御弁を備えた空調機に関する。

一般的な空調機は、冷媒循環経路中に制御弁を組み込んでおり、この制御弁の切り換えにより冷房運転と暖房運転との切り換えが可能となっている。ここで、前記冷媒循環経路内では、圧縮機にて圧縮された高温高圧の気体冷媒が凝縮器にて放熱により冷却されて高圧の液体冷媒となり、この後、この高圧の液体冷媒は、膨張弁を通過する際に減圧されて低温低圧の気液混合冷媒になり、蒸発器内にて気化して低温低圧の気体冷媒となる。このとき、低温低圧の液体冷媒は蒸発潜熱を蒸発器の周囲から吸収して熱を奪い取る。この後、低温低圧の気体冷媒は圧縮機に導かれ、上述のサイクルを繰り返す。

空調機が冷房運転時にあるとき、その室外熱交換器は凝縮器として機能し、その室内熱交換器は蒸発器として機能する。これに対して、空調機の暖房運転時では逆に、室内熱交換器が凝縮器として機能し、室外熱交換器が蒸発器として機能する。そして、冷房運転と暖房運転との切り換えは、制御弁、例えば、四方弁の切り換えにより、冷媒循環経路内の冷媒の流れ方向を変更させることにより行われる。

このような四方弁として種々のものが提案されているが、その中に、例えば、特許文献１の空気調和装置に組み込まれた四方弁が知られている。
特許文献１の四方弁２００は、バルブ本体２１０を有し、このバルブ本体２１０内にブラケット２１３が配設されている。このブラケット２１３の両端には、ピストン２１１，２１２がそれぞれ接続され、これらピストン２１１，２１２はバルブ本体２１０内に摺動自在に嵌合されている。そして、ブラケット２１３にはスライド弁体２１４が取り付けられ、一方、バルブ本体２１０にはその内部に連通する配管６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄ，６２Ｅが取り付けられている。

四方弁２００においては、ピストン２１１，２１２、ブラケット２１３及びスライド弁体２１４が一体となってバルブ本体２１０内を往復動し、スライド弁２１４により配管６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｅ間の接続が切り換えられることで、冷媒の流れ方向が変更される。
特開２０００−２３４８２４号公報

ところで、従来公知の四方弁においては、バルブ本体２１０はその内部がピストンを摺動自在に嵌合させるシリンダボアとなっていることから、ピストンの円滑な摺動を確保するうえで、バルブ本体２１０のシリンダボアには、その内径寸法や真円度及び同心度に関して高い加工精度が要求される。また、バルブ本体２１０内にピストンを組み込む際にも、高度な組立精度を要し、組立作業は熟練性が要求される煩雑な作業となっている。

一方、バルブ本体２１０への配管６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｄ，６２Ｅの取り付けはろう付けや溶接によってなされているが、これらのろう付けや溶接はバルブ本体２１０に局部的に熱を加えることから、バルブ本体２１０が高精度に加工されているにも拘わらず、バルブ本体２１０を熱変形させてしまう虞がある。しかも、前記配管が接続されるバルブ本体２１０の周壁部分は、ピストンが摺動する周壁部分に比べて肉厚であるために、上述の熱変形は特に肉厚の薄い周壁部分、即ち、ピスントの摺動を案内する周壁部分に大きく表れる。

このような周壁部分の熱変形は、ピストンの円滑な動きを阻害し、四方弁の切り換え動作を不能にする虞がある。
ところで、従来公知の四方弁のバルブ本体は、加工性等に優れることから銅により形成されることが多かった。しかし、近年、脱フロンの要請から冷媒としてアンモニアの使用が考えられているが、銅は、耐アンモニア性が低いため、アンモニア冷媒を使用する冷媒循環経路にそのバルブ本体が銅製の四方弁を組み込むことはできない。

そこで、アンモニア冷媒を用いる場合は、耐アンモニア性に優れるアルミニウムやステンレス鋼により四方弁のバルブ本体を形成することが考えられる。
しかしながら、アルミニウムやステンレス鋼は銅に比べて熱伝導率が低いため、アルミニウムやステンレス鋼からなるバルブ本体は、前述した配管の取付けに起因する熱変形が顕著に表れてしまう。

本発明は、上記の問題を解決するために提案されたものであり、その目的とするところは、簡単な構成で、組立作業が容易であり、しかも、前述の熱変形がその切り換え動作に悪影響を及ぼすことのない制御弁を提供するとともに、この制御弁を備えた空調機を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の制御弁は、弁ハウジングと、弁ハウジング内に設けられた弁室と、前記弁室を囲む前記弁ハウジングの外周壁に取り付けられ、前記弁室の内面に開口する開口をそれぞれ有した複数のポート部材と、前記弁室内に設けられ、前記弁室の内面上を摺動し前記ポート部材の前記開口間を断続する弁体と、前記弁ハウジング内にて前記弁室に隣接して配置され、前記弁体を駆動する駆動機構とを備えた制御弁であって、前記駆動機構は、内部にシリンダボアを有する中空の筒状体と、前記シリンダボア内に摺動自在に嵌合され、前記弁体に連結された可動部材と、前記可動部材を摺動させるアクチュエータと、前記筒状体を前記弁ハウジング内に保持する保持手段であって、前記筒状体の外周面と前記弁ハウジングの内周面との間に隙間を確保する保持手段とを含むことを特徴とするものである（請求項１）。

請求項１の制御弁によれば、保持手段が弁ハウジングと筒状体との間に存在して弁ハウジング内にて筒状体を保持し、筒状体の外周面と弁ハウジング内周面との間に隙間を確保するので、この隙間により筒状体と弁ハウジングとが干渉することが防止される。このように筒状体と弁ハウジングとが干渉しなければ、弁ハウジングの外周壁が熱影響により変形したとしてもこの変形がシリンダボアの部分にまで影響を及ぼすことは有効に防止することができる。また、弁ハウジングの加工精度が比較的低くても、筒状体の加工精度が要求精度を満足していれば、筒状体のシリンダボア内を摺動する可動部材の移動を阻害することはない。更に、斯かる隙間を形成するために弁ハウジング内の寸法に余裕をもたせているため、制御弁の組立作業においても、弁ハウジングの中に可動部材を簡単に収めることができ、組立作業に熟練は要さない。

本発明の制御弁は、具体的には、前記筒状体は、前記弁室に向けて開口した一端と、他端とを含み、前記保持手段は、前記筒状体の他端側を前記弁ハウジングの内面に対して支持させ、前記筒状体の前記一端から前記他端に亘って前記隙間を確保する構成とすることが好ましい（請求項２）。
請求項２の制御弁によれば、筒状体が他端側のみで保持されるので、筒状体は、その一端側が弁ハウジングに対し偏心する傾きを許容した状態で設置することができる。そのため、弁ハウジングが僅かに湾曲していたとしても、可動部材の摺動方向の軸線と、筒状体の軸線とを一致させることができる。

また、前記筒状体は、その他端と、前記弁ハウジングの端壁との間に間隔をあけて前記弁ハウジング内に配設されている構成とすることが好ましい（請求項３）。
請求項３の制御弁によれば、筒状体の他端と弁ハウジングの端壁との間に間隔があけられているので、筒状体の他端は規制されない。このため、筒状体の一端側を弁ハウジングに対して偏心するように傾きを許容した状態で筒状体を設置させることがより容易となる。

また、前記保持手段は、環状のシール部材である構成とすることが好ましい（請求項４）。
請求項４の制御弁によれば、環状のシール部材により、筒状体を確実に保持でき、気密性も保てる。
また、前記シール部材は、前記筒状体の外周面に設けられた保持溝に配設されている構成とすることが好ましい（請求項５）。

請求項５の制御弁によれば、製作が容易となる。
また、前記筒状体は、その他端側の外周面に沿って環状に設けられた膨出部を含み、前記膨出部の外周面に前記保持溝を備えている構成とすることが好ましい（請求項６）。
請求項６の制御弁によれば、弁ハウジングの内周面と筒状体の外周面との間に容易に隙間を確保することができる。また、筒状体にシール部材を組み付けてから弁ハウジング内に組み込めるため、制御弁の組立が容易となる。

また、前記ポート部材が３個以上備えられている構成とすることが好ましい（請求項７）。
また、前記ポート部材のうちの１つのポート部材の第１開口と残りのポート部材の複数の第２開口とは前記弁ハウジングの周方向に互いに離間して配置されている一方、前記第２開口同士は前記弁ハウジングの長手軸線に並んで配置されており、前記駆動機構は前記弁室の両側にそれぞれ配置され、前記第２開口を選択的に開閉すべく前記弁体を前記長手軸線に沿って往復動させる構成とすることが好ましい（請求項８）。

請求項７及び請求項８の制御弁によれば、ポート部材の数だけ流体の方向制御を行うことができる。
また、前記第２開口を３個備えた四方弁であって、前記弁体は前記駆動機構により、中央の第２開口とその両側の第２開口の何れか一方とを選択的に連通させる２つの切換位置間にて移動する構成とすることが好ましい（請求項９）。

請求項９の制御弁によれば、熱変形の影響を受けにくい四方弁を比較的簡単な構成により得ることができる。
また、前記ポート部材のうち前記両側の第２開口を提供する側部ポート部材は、前記中央の第２開口を提供する中央ポート部材の軸線に対し、前記両側の第２開口が前記中央の第２開口に近接するように、傾斜して設けられている構成とすることが好ましい（請求項１０）。

請求項１０の制御弁によれば、流体の圧損を低減することができる。
また、前記可動部材は、前記筒状体の前記シリンダボア内を前記弁室の長手方向に摺動自在なピストンであって、このピストンは、前記弁体が取り付けられたピストンロッドを有する構成とすることが好ましい（請求項１１）。
請求項１１の制御弁によれば、ピストンの往復運動により弁体を駆動することができる。

また、前記アクチュエータは、前記筒状体の他端内に前記シリンダボアに臨むようにして形成されたパイロット圧室を含み、このパイロット圧室は、前記ピストンを駆動するためのパイロット圧の供給を受ける構成とすることが好ましい（請求項１２）。
請求項１２の制御弁によれば、パイロット圧によりピストンを駆動することができ、比較的シンプルな構成で弁体の位置の切り換えを行うことができる。

また、前記ポート部材は、前記弁室を囲む前記弁ハウジングの外周壁に熱負荷を加える取り付け手段によって取り付けられている構成とすることが好ましい（請求項１３）。
請求項１３の制御弁によれば、ポート部材を比較的簡単に弁ハウジングに取り付けることができる。本発明の制御弁は、熱負荷により弁ハウジングが熱変形を起こしたとしても、その影響により弁体の駆動が阻害されるということを有効に防止できる構造を有しているので、熱負荷を加える取り付け法を採用することができる。

一方、本発明の空調機は、冷媒の循環経路と、前記循環経路に介挿されて、前記循環経路内を流れる冷媒の流れ方向を切り換える請求項１〜１３の何れかに記載の制御弁とを備えたことを特徴とするものである（請求項１４）。
本発明の空調機によれば、熱変形の影響を受けにくい制御弁を備えた空調機を得ることができる。

具体的には、前記循環経路の高圧経路部分に前記アクチュエータにおける前記パイロット圧室の一方を選択的に接続するパイロット圧供給回路を更に備える構成とすることが好ましい（請求項１５）。
請求項１５の空調機によれば、弁体の駆動に用いるパイロット圧を循環経路の高圧経路より供給するので、空調機全体としての構成をシンプルにすることができる。

請求項１乃至請求項１３に記載の本発明の制御弁によれば、筒状体の外周面と弁ハウジングの内周面との間に隙間が確保されているので、組立作業が容易であり、熱による寸法精度の低下の影響を受けない制御弁を簡単な構成で得ることができる。このため、制御弁全体としての製造効率の向上及び製造コストの削減を図ることができる。
一方、請求項１４及び請求項１５に記載の本発明の空調機によれば、上記した制御弁を備えているので、空調機全体としての製造効率の向上及び製造コストの削減を図ることができる。

以下、本発明に係る制御弁及び空調機の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、空調機の一実施例を示す。
この空調機２は冷媒循環経路Ｐを備え、この冷媒循環経路Ｐには、圧縮機４、室外熱交換器６、膨張弁８、室内熱交換器１０及び制御弁としての四方弁１２等が介挿されている。なお、本実施例の空調機２は、冷媒としてアンモニアを使用し、そのため、四方弁１２及び冷媒循環経路Ｐ等、アンモニア冷媒と接する機器や配管は、耐アンモニア性に優れるアルミニウムから形成されている。ここで、アルミニウムには、純アルミニウム及びアルミニウム合金を含む。

四方弁１２は大きく分けて、弁ハウジング１４と、弁ハウジング１４の外周壁に取り付けられた複数のポート部材１６，１８，２０，２２と、これらポート部材間の断続を制御する弁体２４と、弁体２４を駆動する駆動源とから構成されている。
弁ハウジング１４は、中空円柱状のボディ２６と、ボディ２６の両端を塞ぐ端板２８から形成されている。

ボディ２６はその内部の中央部分が弁室３０に形成され、この弁室３０はボディ２６の一直径方向でみたとき、ボディ２６の外周壁の肉厚部３２，３４間にて規定されている。これら肉厚部３２，３４は、ボディ２６の前記一直径方向に互いに離間対向し、ボディ２６の外周壁の他の部位よりも弁室３０の内部に向かって張り出し、互いの対向面が平坦面となっている。

一方の肉厚部３２には、ボディ２６の長手軸線に沿って並ぶ貫通孔が３つ設けられている。図１から明らかなように、肉厚部３２の中央には、中央貫通孔３６が設けられており、この中央貫通孔３６の両側に第1サイド貫通孔３８及び第２サイド貫通孔４０がそれぞれ設けられている。中央貫通孔３６は、ボディ２６の長手軸線と直交する方向に肉厚部３２を貫通している。これに対し、第1サイド貫通孔３８及び第２サイド貫通孔４０は、それらの内端が中央貫通孔３６の内端に近接するように、中央貫通孔３６の軸線に対し、所定角度で傾斜した状態で、肉厚部３２を貫通している。

他方の肉厚部３４には、入力ポート用の貫通孔４２が１つ設けられている。この貫通孔４２は、ボディ２６の長手軸線と直交する方向に肉厚部３４を貫通し、その軸線と前述した中央貫通孔３６の軸線とをボディ２６の長手軸線方向に互いにずらして位置付けられている。
なお、肉厚部３２は、他方の肉厚部３４よりも肉厚である。これは、肉厚部３２の方が肉厚部３４よりも、形成されるべき貫通孔の数が多く、より強度を持たせる必要があるためである。

ついで、ボディ２６は、その両端部に収容室４４をそれぞれ備えており、これら収容室４４は弁室３０を両側から挟み込んでいる。各収容室４４は弁室３０と連通し、その断面が円形状の空間である。そして、ボディ２６の両端面には、ねじ孔４６が複数設けられており、これらねじ孔４６はボディ２６の周方向に均等な間隔を存して配置されている。
各端板２８は、中央に取付孔４８を有する円板であって、図２からより明らかなように、その内面に取付孔４８の周囲を収容室４４内に向けて突出させた突出部５０を有する段付きの円板である。また、端板２８は、その周縁部に複数のボルト挿通孔５２を有し、これらボルト挿通孔５２は前述したねじ孔４６のそれぞれと合致すべく端板２８の周方向に沿って均等な間隔を存して配置されている。それ故、端板２８は、ボディ２６の両端面との間にガスケット５４を挟み込み、ボルト挿通孔５２を通じ、ねじ孔４６にボルト５６をねじ込むことで、ボディ２６に締結されている。

図１から明らかなように、前述した貫通孔内にはポート部材１６，１８，２０，２２がそれぞれ差し込まれており、これらポート部材は管部材であり、前述した弁室３０に開口した開口を有する。より詳しくは、ポート部材１６は、肉厚部３４の貫通孔４２に差し込まれ、ろう付けにより肉厚部３４に固定されている。ポート部材１６はその内端開口にて弁室３０に開口する第１開口６０を提供し、入力ポートとして機能する。

ポート部材１８は、肉厚部３２の中央貫通孔３６に差し込まれ、ろう付けにより肉厚部３２に固定されている。ポート部材１８はその内端開口にて弁室３０に開口する中央開口６２（第２開口）を提供し、出力ポートとして機能する。
ポート部材２０は、肉厚部３２の第1サイド貫通孔３８に挿通され、ろう付けにより肉厚部３２に固定されている。ポート部材２０はその内端開口にて、弁室３０に開口する室外熱交換器側開口６４（第２開口）を提供し、入出力が切り換わる切換ポートとして機能する。

ポート部材２２は、肉厚部３２の第２サイド貫通孔４０に差し込まれ、ろう付けにより肉厚部３２に固定されている。ポート部材２２はその内端開口にて、弁室３０に開口する室内熱交換器側開口６６（第２開口）を提供し、入出力が切り換わる切換ポートとして機能する。
上述したポート部材１６は、冷媒循環経路Ｐの高圧部分Ｐ1を介して圧縮機４の吐出ポートに接続されている。一方、ポート部材１８は、冷媒循環経路Ｐの低圧部分Ｐ２を介して圧縮機４の吸込みポートに接続されている。ポート部材２０，２２は、冷媒循環経路Ｐの高低切換部分Ｐ３を介して相互に接続されており、この高低切換部分Ｐ３にポート部材２０側から室外熱交換器６、膨脹弁８及び室内熱交換器１０が順次介挿されている。

前述した弁体２４は弁室３０内に配置されている。この弁体３０は駆動源により弁室３０の軸線方向、即ち、ボディ２６の長手軸線に沿って往復動されるが、駆動源については後述する。
弁体３０は、弁体主部６８と、駆動源への取付けに使用される取付部７０とを備えている。

弁体主部６８は、肉厚部３２の平坦面と摺接する平坦な摺動面７２を有しており、この摺動面７２の中央には湾曲形状をなした凹部７４が形成されている。この凹部７４は、前述した第２開口のうちの２つに跨るような大きさ、すなわち、弁室３０の軸線方向でみて中央開口６２と室外熱交換器側開口６４、又は、中央開口６２と室内熱交換器側開口６６に跨る長さを有する。それ故、弁体２４が図１でみて弁室３０の右側に位置した冷房位置に位置付けられたとき、弁体２４の凹部７４は、中央開口６２と室内熱交換器側開口６６とを連通させ、逆に、弁体２４が図１中左側の暖房位置に位置付けられたとき、弁体２４の凹部７４は中央開口６２と室外熱交換器側開口６４とを連通させる。ここで、凹部７４が湾曲形状をなし、そして、前述した切換ポートが斜めに配設されているので、凹部７４での冷媒の流路抵抗が大きく低減されることに留意すべきである。

なお、取付部７０は、弁体主部６８にその摺動面とは反対側に位置付けられている。
前述した駆動源は、弁体２４がその取付部７０を介して取り付けられた弁ロッド７６を備え、この弁ロッド７６はボディ２６内に同心にして配置され、弁室３０を貫通して延びている。
それ故、弁ロッド７６の両端部は、弁室３０の両側にある収容室４４内にそれぞれ侵入し、これら収容室４４内の駆動機構にそれぞれ連結されている。

ここで、駆動機構は、左右対称であるものの、同一の構成を有しているので、以下には一方の側の駆動機構に着目して、その詳細を説明する。
図２から明らかなように、駆動機構は、対応する収容室４４内に同心にして配置されたスリーブ８０を備え、このスリーブ８０は弁室３０側の一端に開口端８２を有するとともに、他端に端壁８４を有した中空の筒状体であり、その内部はシリンダボア８６として形成されている。なお、このシリンダボア８６は、スリーブ８０と同軸的に形成されている。

スリーブ８０の開口端８２は前述した肉厚部３２，３４に当接し、そして、端壁８４は前述した端板２８の突出部５０に当接し、また、その外周面がＯリング９４を介して収容室４４の内周面、即ち、ボディ２６に支持されている。なお、Ｏリング９４は、端壁８４の外周に沿って形成された膨出部９０に設けられた凹溝９２に嵌め込まれている。
それ故、図３に示すように、スリーブ８０の端壁８４とボディ２６の収容室４４の内周面との間は、Ｏリング９４により閉じられた状態にある。

しかしながら、スリーブ８０はその外周面には開口端８２から端壁８４に亘って延びる周壁９６を有しており、この周壁９６の部分においては、図４に示すように収容室４４の内周面と周壁９６の外周面との間に環状の隙間９８が確保されている。
スリーブ８０、即ち、そのシリンダボア８６内にはピストン７８が摺動自在に嵌合され、このピストン７８から前述した弁ロッド７６が延びている。本実施例の場合、弁ロッド７６は左右の駆動機構のピストン７８に共通のピストンロッドを形成する。

ピストン７８は弁室３０側に向けて開口したカップ形状をなし、シリンダボア８６内にて、スリーブ８０の端壁８４との間に圧力室を区画する。それ故、端壁８４と対向するピストン７８の面は受圧面として形成され、この受圧面に圧力が加えられることで、ピストン７８は弁ロッド７６を伴い、弁室３０側に向けて摺動する。
ここで、前述したようにピストン７８は収容室４４内ではなく、スリーブ８０のシリンダボア８６内に摺動自在に嵌合され、しかも、ボディ２６とスリーブ８０との間に前述した環状の隙間９８が確保されているので、仮に、前述したポート部材１６もしくはポート部材２２のろう付けの際、収容室４４を規定するボディ２６の外周壁がポート部材１６，２２の近傍の部位にて熱変形を受けとしても、この熱変形はスリーブ８０とは無関係であり、ピストン７８はシリンダボア８６内にて円滑に摺動することができる。

また、環状の隙間９８は、例え、ボディ２６における外周壁の前記部位、即ち、収容室４４に熱変形が発生したとしても、ボディ２６の熱変形を受けた外周壁の部位にスリーブ８０が干渉することなく、収容室４４内へのスリーブ８０の挿入を可能とし（図４参照）、前記熱変形が四方弁の組立を不能にすることもない。
なお、本実施例においては、スリーブ８０の他端側にＯリング９４が配設されているため、四方弁１２の組立時において、スリーブ８０を弁ハウジング１４の収容室４４内に挿入するとき、Ｏリング９４が摺動する範囲を少なくできるので、Ｏリング９４を傷めにくい。

本実施例の場合、駆動機構はピストン７８を駆動するために、パイロット圧型のアクチュエータを備えており、以下、このアクチュエータについて説明する。
アクチュエータは、スリーブ８０の端壁８４に形成された貫通孔を備え、この貫通孔がパイロット圧室８８として形成されている。
そして、パイロット圧室８８はパイロット圧供給装置に接続されており、このパイロット圧供給装置は、左右の駆動機構のパイロット圧室８８に共用される。

より詳しくは、パイロット圧供給装置は、一対のパイロットポート部材５８を備えている。これらパイロットポート部材５８は管部材からなり、弁ハウジング１４における各端板２８の取付孔４８にそれぞれ挿通され、例えば、ろう付けにより端板２８に固定されている。なお、図１及び図２から明らかなように、パイロットポート部材５８の内端は、対応する側のパイロット圧室８８内に受け入れられた状態にあり、また、パイロットポート部材５８は、図１中、右側のパイロットポート部材５８Ｒ、左側のパイロットポート部材５８Ｌとしても示されている。

右側パイロットポート部材５８Ｒからはパイロット配管Ｐ５が延び、このパイロット配管Ｐ５は電磁弁１００に接続されている。より詳しくは、電磁弁１００は４ポート２位置の方向切換弁であり、パイロット配管Ｐ５は電磁弁１００の第1ポート１０１に接続されている。
電磁弁１００の第２ポート１０２からはパイロット配管Ｐ６が延び、このパイロット配管Ｐ６は左側パイロットポート部材５８Ｌに接続されている。

電磁弁１００の第３ポート１０３からはパイロット配管Ｐ７が延び、このパイロット配管Ｐ７は前述したポート部材１６に接続されている。
電磁弁１００の第４ポート１０４からはパイロット配管Ｐ８が延び、このパイロット配管Ｐ８は前述したポート部材１８に接続されている。
電磁弁１００は、図１に示す第１切換え位置にあるとき、第１ポート１０１と第４ポート１０４とを連通するとともに第２ポート１０２と第３ポート１０３とを連通させ、これに対し、第１切換え位置から第２切換え位置に切換えられたとき、第１ポート１０１と第３ポート１０３とを連通するとともに第２ポート１０２と第４ポート１０４とを連通させる。

本実施例の場合、上述したパイロット配管Ｐ５〜Ｐ８の配置から明らかなように電磁弁１００の第３ポート１０３には、圧縮機４から吐出された高圧冷媒の圧力が供給され、そして、その第４ポート１０４には、圧縮機４の吸込み側の低圧冷媒の圧力が供給される。一方、これに対し、左右のパイロットポート部材５８Ｒ，５８Ｌに接続されている電磁弁１００の第１ポート１０１及び第２ポート１０２には電磁弁１００の切換え位置に応じて、高圧又は低圧冷媒の圧力が供給されることから、左右のパイロット圧室８８に選択的に高圧又は低圧を供給することができる。即ち、電磁弁１００が例えば、図１中左側のパイロット圧室８８に高圧を供給し、且つ、右側のパイロット圧室８８に低圧を供給する第１切換え位置にあるとき、ピストン７８及び弁ロッド７６は、右側に移動する。これに伴い、弁体２４も右側に移動し、中央開口６２と室内熱交換器側開口６６とが弁体２４の凹部７４を通じて連通する。一方、電磁弁１００が右側のパイロット圧室８８に高圧を供給し、且つ、左側のパイロット圧室８８に低圧を供給する第２切換え位置に切換えられたとき、ピストン７８及び弁ロッド７６は、左側に移動する。これに伴い、弁体２４も左側に移動し、中央開口６２と室外熱交換器側開口６４とが弁体２４の凹部７４を通じて連通する。このように、電磁弁１００の切換え操作により、四方弁１２の弁体２４が往復動し切換が行え、この結果、冷媒循環経路Ｐ（Ｐ１〜Ｐ３）中を流れるアンモニア冷媒の流れ方向を制御することができる。

本実施例に係る空調機２において、冷房運転をする場合、電磁弁１００は前述した第１切換え位置に切換えられる。それ故、弁体２４は図１中右側に位置し、中央開口６２と室内熱交換器側開口６６とが互いに連通する一方、第１開口６０と室外熱交換器側開口６４とが弁室３０を通じて互いに連通することで、圧縮機４から吐出された高温高圧の気体冷媒が室外熱交換器側開口６４を経て室外熱交換器６に供給される。ついで、この気体冷媒は、室外熱交換器６での放熱により液化し、そして、液冷媒は、膨張弁８にて減圧されて室内熱交換器１０内に流入し、この室内熱交換器１０の周囲の室内空気の熱を奪いながら蒸発し気体冷媒となる。そして低圧の気体冷媒は、室内熱交換器側開口６６から弁体２４の凹部７４及び中央開口６２を通じて流れ、圧縮機４に向かう。その後、再び同じサイクルを繰り返す。

ついで、暖房運転をする場合は、電磁弁１００は第２切換え位置に切換えられ、四方弁１２の弁体２４は図１中左側に位置し、中央開口６２と室外熱交換器側開口６４とが互いに連通する一方、室内熱交換器側開口６６が弁室３０を通じて第１開口６０に連通する。この場合、冷媒循環経路Ｐ内の冷媒の流れ方向が逆になることから、圧縮機４からの高温高圧の気体冷媒は室内熱交換器側開口６６を経て室内熱交換器１０に供給され、この室内熱交換器１０内にて放熱して凝縮し、液冷媒となり、この結果、室内空気を暖房に供せられる。その後、この液冷媒は、膨張弁８にて減圧され、低温低圧の液冷媒となる。その後、この液冷媒は、室外熱交換器６を経て低圧の気体冷媒となり、この気体冷媒は、室外熱交換器側開口６４から弁体２４内及び中央開口６２を経て圧縮機４に向かう。その後、再び同じサイクルを繰り返す。

本発明は上述した一実施例に制約されるものではなく、種々の変形が可能である。
例えば、四方弁１２及び配管Ｐ等のアンモニア冷媒と接する部分については、アルミニウムを使用した態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、アルミニウムに表面処理を施した態様、あるいは、ステンレス鋼等耐アンモニア性に優れる材料を用いた態様等を採用しても構わない。ここで、アルミニウムの表面処理としては、例えば、アルミニウムの表面に無電解Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣめっきを施したもの等が挙げられる。この無電解Ｎｉ−Ｐ−ＳｉＣめっきの皮膜は、自己潤滑性、耐摩耗性、耐食性に優れ、高硬度を発揮する。特に、熱処理を施した場合、更に高い硬度を得ることができるので好ましい。

また、スリーブ８０の端壁８４は端板２８の突出部５０と当接する態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、スリーブ８０の端壁８４と端板２８の突出部５０との間に僅かな間隔をあける態様を採用しても構わない。この場合、スリーブ８０の端壁８４は、規制されないので、スリーブ８０の開口端８２をボディ２６に対して偏心するように傾きを許容した状態でスリーブ８０を設置することが容易となり、特にボディ２６が全体的に湾曲しているような場合に、ボディ２６の歪みに拘わらずピストン７８及び弁ロッド７６の往復動方向の軸線と、スリーブ８０の軸線とを一致させることができ、有効である。

また、Ｏリング９４は、スリーブ８０側に配設した態様について説明したが、本発明はこの態様に限定されるものではなく、ボディ２６側にＯリング９４を保持する保持溝を設け、当該保持溝にＯリングを配設する態様を採用しても構わない。
また、本発明は、アンモニア冷媒を使用する冷媒循環経路に限定されるものではなく、他の冷媒を使用する冷媒循環経路に採用しても構わない。

更に、本発明の制御弁は、一実施例の四方弁に限定されるものではなく、開閉弁や三方弁等の四方弁以外の多方弁にも適用でき、しかも、空調機以外の機器にも組込み可能である。

実施例に係る四方弁の構成を示す断面図である。 図１中の円Ａ内を拡大した断面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 図２中のＩＶ−ＩＶ線断面図である。

符号の説明

２ 空調機
４ 圧縮機
６ 室外熱交換器
８ 膨張弁
１０ 室内熱交換器
１２ 四方弁
１４ 弁ハウジング
１６ ポート部材
１８ ポート部材
２０ ポート部材
２２ ポート部材
２４ 弁体
２６ ボディ
２８ 端板
３０ 弁室
３２ 肉厚部
３４ 肉厚部
３６ 中央貫通孔
３８ 第1サイド貫通孔
４０ 第２サイド貫通孔
４２ 貫通孔
４４ 収容室
７６ 弁ロッド
７８ ピストン
８０ スリーブ
９４ Ｏリング
９６ 周壁
９８ 隙間
１００ 電磁弁

Claims (15)

1. 弁ハウジングと、
   弁ハウジング内に設けられた弁室と、
   前記弁室を囲む前記弁ハウジングの外周壁に取り付けられ、前記弁室の内面に開口する開口をそれぞれ有した複数のポート部材と、
   前記弁室内に設けられ、前記弁室の内面上を摺動し前記ポート部材の前記開口間を断続する弁体と、
   前記弁ハウジング内にて前記弁室に隣接して配置され、前記弁体を駆動する駆動機構と
   を備えた制御弁であって、
   前記駆動機構は、
   内部にシリンダボアを有する中空の筒状体と、
   前記シリンダボア内に摺動自在に嵌合され、前記弁体に連結された可動部材と、
   前記可動部材を摺動させるアクチュエータと、
   前記筒状体を前記弁ハウジング内に保持する保持手段であって、前記筒状体の外周面と前記弁ハウジングの内周面との間に隙間を確保する保持手段と
   を含むことを特徴とする制御弁。
2. 前記筒状体は、
   前記弁室に向けて開口した一端と、
   他端とを含み、
   前記保持手段は、
   前記筒状体の他端側を前記弁ハウジングの内面に対して支持させ、前記筒状体の前記一端から前記他端に亘って前記隙間を確保する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
3. 前記筒状体は、その他端と、前記弁ハウジングの端壁との間に間隔をあけて前記弁ハウジング内に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の制御弁。
4. 前記保持手段は、環状のシール部材であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の制御弁。
5. 前記シール部材は、前記筒状体の外周面に設けられた保持溝に配設されていることを特徴とする請求項４に記載の制御弁。
6. 前記筒状体は、その他端側の外周面に沿って環状に設けられた膨出部を含み、前記膨出部の外周面に前記保持溝を備えていることを特徴とする請求項５に記載の制御弁。
7. 前記ポート部材が３個以上備えられていることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の制御弁。
8. 前記ポート部材のうちの１つのポート部材の第１開口と残りのポート部材の複数の第２開口とは前記弁ハウジングの周方向に互いに離間して配置されている一方、前記第２開口同士は前記弁ハウジングの長手軸線に並んで配置されており、
   前記駆動機構は前記弁室の両側にそれぞれ配置され、前記第２開口を選択的に開閉すべく前記弁体を前記長手軸線に沿って往復動させることを特徴とする請求項７に記載の制御弁。
9. 前記第２開口を３個備えた四方弁であって、
   前記弁体は前記駆動機構により、中央の第２開口とその両側の第２開口の何れか一方とを選択的に連通させる２つの切換位置間にて移動することを特徴とする請求項８に記載の制御弁。
10. 前記ポート部材のうち前記両側の第２開口を提供する側部ポート部材は、前記中央の第２開口を提供する中央ポート部材の軸線に対し、前記両側の第２開口が前記中央の第２開口に近接するように、傾斜して設けられていることを特徴とする請求項９に記載の制御弁。
11. 前記可動部材は、前記筒状体の前記シリンダボア内を前記弁室の長手方向に摺動自在なピストンであって、このピストンは、前記弁体が取り付けられたピストンロッドを有する
    ことを特徴とする請求項１〜１０の何れかに記載の制御弁。
12. 前記アクチュエータは、前記筒状体の他端内に前記シリンダボアに臨むようにして形成されたパイロット圧室を含み、このパイロット圧室は、前記ピストンを駆動するためのパイロット圧の供給を受けることを特徴とする請求項１１に記載の制御弁。
13. 前記ポート部材は、前記弁室を囲む前記弁ハウジングの外周壁に熱負荷を加える取り付け手段によって取り付けられていることを特徴とする請求項１〜１２の何れかに記載の制御弁。
14. 冷媒の循環経路と、
    前記循環経路に介挿されて、前記循環経路内を流れる冷媒の流れ方向を切り換える請求項１〜１３の何れかに記載の制御弁と
    を備えたことを特徴とする空調機。
15. 前記循環経路の高圧経路部分に前記アクチュエータにおける前記パイロット圧室の一方を選択的に接続するパイロット圧供給回路を更に備えることを特徴とする請求項１４に記載の空調機。

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