JP2011190897A

JP2011190897A - 流路切換弁

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Publication number: JP2011190897A
Application number: JP2010058773A
Authority: JP
Inventors: Hideki Minamizawa; 英樹南澤
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2011-09-29

Abstract

【課題】冷凍サイクルを構成する主弁部をパイロット弁で駆動して冷媒の流路を切り換える流路切換弁において、パイロット弁のパイロット弁体に高圧の冷媒圧力が加わっても、パイロット弁体の切換動作を確実に行うとともに、切り換え時の冷媒騒音等を低減すること。
【解決手段】冷凍サイクルの高圧冷媒をパイロット弁２０の高圧継手管２４ｄから流入させ、切換継手管２４ａまたは切換継手管２４ｂを介して四方切換弁１０の副弁室１８ａまたは副弁室１８ｂに流入させ、主弁体１３を主弁座２２上で摺動させる。パイロット弁２０において、ロータ５とステータユニット６とからなる電動モータを駆動し、ロータ５の回転力をねじ送り機構によりパイロット弁体２３を直線状に移動させて、四方切換弁１０に対する高圧冷媒の流入先を切り換えて四方切換弁１０を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気調和機等の冷凍サイクルに用いられ、冷媒の流路を切り換える流路切換弁に関する。

従来、空気調和機等においては冷凍サイクルの冷媒の流路を切り換えることで冷房運転と暖房運転とが切り換えられる。このような冷凍サイクルでは、圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として用いられる二つの熱交換器と、これら圧縮機と二つの熱交換器との間の冷媒の流れる流路を切り換える流路切換弁が用いられる。

この種の流路切換弁として、例えば特開平８−１７０８６５号公報（特許文献１）、特開平４−３４１６６８号公報（特許文献２）の従来技術に開示されたものがある。これらの流路切換弁は、その主弁部が次のように構成されている。弁室内の弁座に低圧ポートと２つの切換ポートを直線上に配置形成し、弁室の弁体の両端に配置されるピストンに加わる冷媒の圧力により弁体を摺動させ、冷凍サイクルの流路を切り換えるようになっている。また、パイロット弁は電磁ソレノイドタイプであり、電磁コイルに通電することにより吸引子にプランジャを吸引させ、プランジャに連結された弁体を移動して主弁部のピストンに供給する高圧冷媒の供給方向を切り換えるようにしている。

特開平８−１７０８６５号公報特開平４−３４１６６８号公報

従来の流路切換弁においては、冷媒がＣＯ₂のような超高圧の冷媒の場合、パイロット弁において、切り換え時の圧力差が大きいため、切り換えに必要な荷重が大きくなり、正常に切換動作を行えない恐れがある。また、パイロット弁が、電磁力により吸引子にプランジャを吸引させるという電磁ソレノイドタイプであるため、切換スピードが制御できず瞬時に切り換わってしまう。このため、切り換え時の冷媒騒音が大きくなってしまうという問題がある。また、主弁部に切り換えのための高圧冷媒が急激に流入するので、主弁部において衝撃音が発生する。さらに衝撃的な圧力変動をシステム（冷凍サイクルやその圧力センサ等）に与えてしまうため、機器を破壊してしまう恐れがある。

本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、冷凍サイクルを構成する主弁部をパイロット弁で駆動して冷媒の流路を切り換える流路切換弁において、パイロット弁のパイロット弁体に高圧の冷媒圧力が加わっても、パイロット弁体の切換動作を確実に行うとともに、切り換え時の冷媒騒音等を低減することを課題とする。

請求項１の流路切換弁は、冷凍サイクルの冷媒流路の高圧側に連通する主弁高圧ポートと、冷凍サイクルの冷媒流路の低圧側に連通する主弁低圧ポートと、冷凍サイクルの室外機及び室内機にそれぞれ連通する２つの主弁切換ポートとを有する主弁部と、この主弁部を駆動するパイロット弁とを備えた流路切換弁であって、前記主弁部は、前記主弁高圧ポートが形成された筒状の主弁室内に、前記主弁低圧ポートと前記２つの主弁切換ポートとが形成された主弁座を配置するとともに、前記主弁座に対して前記主弁室の軸線方向に摺動可能な主弁体であって摺動面に主弁凹部が形成された主弁体を配置し、前記主弁室にそれぞれ配置された２つのピストンの間に前記主弁体を連結し、前記主弁室の両側に前記２つのピストンにより仕切られた２つの副弁室を備え、前記パイロット弁を介して前記２つの副弁室の何れか一方に高圧冷媒を導入するとともに、他方の副弁室を減圧することで主弁体が移動して、前記主弁凹部により前記主弁低圧ポートを前記２つの主弁切換ポートの何れか一方に択一的に連通させるとともに他方の主弁切換ポートを前記主弁室を介して前記主弁高圧ポートに連通し、前記冷凍サイクルの流路を切り換えるよう構成され、前記パイロット弁は、前記冷凍サイクルの冷媒流路の高圧側に連通するパイロット高圧ポートが形成された筒状のパイロット弁室内に、前記冷凍サイクルの冷媒流路の低圧側に連通するパイロット低圧ポートと、前記主弁部の２つの副弁室にそれぞれ連通する２つのパイロット切換ポートとが形成されたパイロット弁座を配置するとともに、前記パイロット弁座に対して前記パイロット弁室の軸線方向に摺動可能なパイロット弁体であって摺動面にパイロット凹部が形成されたパイロット弁体を配置し、電動モータの回転運動を直線運動に変換するねじ送り機構により前記パイロット弁体を直線移動させ、前記パイロット凹部により前記パイロット低圧ポートを前記２つのパイロット切換ポートの何れか一方に択一的に連通させるとともに他方のパイロット切換ポートを前記パイロット弁室を介して前記パイロット高圧ポートに連通し、前記主弁部の前記２つの副弁室の何れか一方に高圧冷媒を導入するとともに、他方の副弁室を減圧して、前記主弁部を駆動するようにしたことを特徴とする。

請求項２の流路切換弁は、請求項１に記載の流路切換弁であって、前記パイロット弁の前記ネジ送り機構は、前記パイロット弁座に対して固定関係にある雌ねじ部材の雌ねじと、前記電動モータのロータ軸に形成され前記雌ねじに螺合する雄ねじとにより構成され、該ロータ軸に対して前記パイロット弁体が前記軸線周りに回動可能なボールベアリングにより連結されていることを特徴とする。

請求項１の流路切換弁によれば、主弁部を駆動するパイロット弁が、電動モータの回転運動をねじ送り機構により直線運動に変換し、パイロット弁体を直線移動させることにより、主弁部の両側の２つの副弁室の何れか一方に高圧冷媒を導入するとともに、他方の副弁室を減圧して、主弁部を駆動するようにしたので、パイロット弁室内の高圧冷媒がパイロット弁体をパイロット弁座に押し付ける力が強くても、電動モータのロータ等の回転トルクに対する抗力が小さくなり、パイロット弁体をスムースに移動させることができ、確実に切り換え動作を行うことができる。さらに、電動モータの回転速度を制御することにより、パイロット弁体の移動速度（切り換え速度）を制御することができ、切り換え時に従来のパイロット弁のような騒音が生じることもない。

請求項２の流路切換弁によれば、請求項１の効果に加えて、パイロット弁のねじ送り機構は、パイロット弁座に対して固定関係にある雌ねじ部材の雌ねじと、電動モータのロータ軸に形成され雌ねじに螺合する雄ねじとにより構成され、ロータ軸に対してパイロット弁体をボールベアリングにより連結しているので、ロータ軸に対してパイロット弁体が軸線周りに回動可能となり、ロータ軸の回転力がパイロット弁体を回転するように作用することがなく、パイロット弁体のパイロット弁座に対する着座状態を確実に保持することができる。

本発明の実施形態の流路切換弁及び冷凍サイクルを示す図である。本発明の実施形態のパイロット弁の詳細を示す断面図である。

次に、本発明の実施形態について説明する。図１は実施形態の流路切換弁及び冷凍サイクルを示す図である。この実施形態の流路切換弁は、主弁部としての四方切換弁１０と、この四方切換弁１０に配管により接続されたパイロット弁２０とで構成されている。四方切換弁１０は、円筒状の主弁室１１Ａを構成する弁ハウジング１１と、弁ハウジング１１内の中間部に配設された主弁座１２と、主弁座１２上を弁ハウジング１１の軸線Ｌ１方向に摺動する主弁体１３とを備えている。主弁座１２には、弁ハウジング１１の軸線Ｌ１方向に一直線上に並んでＥポート１１ａ、Ｓポート１１ｂ及びＣポート１１ｃが形成されており、これらＥポート１１ａ、Ｓポート１１ｂ、Ｃポート１１ｃには、それぞれＥ継手管１４ａ、Ｓ継手管１４ｂ、Ｃ継手管１４ｃが取り付けられている。また、弁ハウジング１１の中間部の弁座１２と対向する位置には、Ｄポート１１ｄが形成されており、このＤポート１１ｄにはＤ継手管１４ｄが取り付けられている。なお、Ｅポート１１ａ及びＣポート１１ｃは「主弁切換ポート」に相当し、Ｓポート１１ｂは「主弁低圧ポート」に相当し、Ｄポート１１ｄは「主弁高圧ポート」に相当する。

Ｓ継手管１４ｂは低圧管１５ａにより圧縮機３０の吸入口に接続され、Ｄ継手管１４ｄは高圧管１５ｂにより圧縮機３０の吐出口に接続されている。Ｃ継手管１４ｃは導管１５ｃにより室外機４０に接続され、Ｅ継手管１４ａは導管１５ｄにより室内機５０に接続されている。室外機４０と室内機５０は絞り装置６０を介して導管１５ｅにより接続されている。このＣ継手管１４ｃから室外機４０、絞り装置６０、室内機５０及びＥ継手管１４ａからなる経路と、Ｓ継手管１４ｂから圧縮機３０及びＤ継手管１４ｄからなる経路とにより、冷凍サイクルが構成されている。

そして、後述のようにパイロット弁２０により四方切換弁１０の主弁体１３の位置が切り換えられる。圧縮機３０で圧縮された冷媒はＤ継手管１４ｄからＤポート１１ｄを介して弁ハウジング１１内に流入し、図１の冷房運転の状態では、高圧冷媒はＣポート１１ｃから室外機４０に流入される。また、主弁体１３を切り換えた暖房運転の状態では、高圧冷媒はＥポート１１ａから室内機５０に流入される。すなわち、冷房運転時には、圧縮機３０から吐出される冷媒はＣ継手管１４ｃ→室外機４０→絞り装置６０→室内機５０→Ｅ継手管１４ａと循環し、室外機４０が凝縮器（コンデンサ）、室内機５０が蒸発器（エバポレータ）として機能し、冷房がなされる。また、暖房運転時には冷媒は逆に循環され、室内機５０が凝縮器、室外機４０が蒸発器として機能し、暖房がなされる。なお、Ｃポート１１ｃ及びＥポート１１ａの「Ｃ」「Ｅ」は冷房運転を基準に付けた名前である。

弁ハウジング１１内において、弁ハウジング１１の軸線Ｌ１方向における主弁座１２の両側には、連結部材１６で一体に連結された一対のピストン１７ａ、１７ｂが配設されている。このピストン１７ａ，１７ｂは、弁ハウジング１１内に配置され、中央の主弁室１１Ａの両側に２つの副弁室１８ａ，１８ｂを画定している。このピストン１７ａ，１７ｂは弁ハウジング１１の軸線Ｌ１方向に沿って一体的に摺動可能になっている。副弁室１８ａ，１８ｂには、導管１５ｆ，１５ｇがそれぞれ接続されている。連結部材１６の中央には主弁体１３が保持されており、この主弁体１３は、ピストン１７ａ，１７ｂの移動に応じて主弁座１２上を摺動し、予め定められた左右の位置で停止する。主弁体１３は、お椀状の金属板１３ａを樹脂製の部材と共にインサート成型したものであり、この金属板１３ａの内側により主弁凹部１３ｂが形成されている。そして、主弁体１３は、図１の左側の端部位置において、Ｓポート１１ｂとＥポート１１ａとを主弁凹部１３ｂにより連通する。このとき、Ｃポート１１ｃは主弁室１１Ａを介してＤポート１１ｄに連通する。また、主弁体１３は、図１の右側の端部位置において、Ｓポート１１ｂとＣポート１１ｃとを主弁凹部１３ｂにより連通する。このとき、Ｅポート１１ａは主弁室１１Ａを介してＤポート１１ｄに連通する。

パイロット弁２０は、円筒状の弁ハウジング２１を有しており、この弁ハウジング２１には、高圧継手管２４ｄ、低圧継手管２４ｂ及び２つの切換継手管２４ａ，２４ｃが取り付けられている。高圧継手管２４ｄは導管２５ａにより四方切換弁１０のＤ継手管１４ｄに（高圧側）接続され、低圧継手管２４ｂは導管２５ｂにより四方切換弁１０のＳ継手管１４ｂ（低圧側）に接続されている。また、切換継手管２４ａ，２４ｃは導管２５ｃ，２５ｄによりそれぞれ四方切換弁１０の導管１５ｆ，１５ｇに接続されている。そして、後述のようにパイロット弁２０は高圧継手管２４ｄから流入する高圧冷媒を切換継手管２４ａまたは切換継手管２４ｃから流出し、この高圧冷媒は四方切換弁１０において副弁室１８ａまたは副弁室１８ｂに供給される。このとき、四方切換弁１０の副弁室１８ｂまたは副弁室１８ａは低圧継手管２４ｂを介して低圧側に導通される。これにより、パイロット弁２０により、四方切換弁１０において、一方の副弁室１８ａまたは副弁室１８ｂが高圧になるとともに、他方の副弁室１８ｂまたは副弁室１８ａが減圧される。そして、ピストン１７ａ及びピストン１７ｂに加わる圧力の差圧により、前記のように弁体１３の位置が切り換えられる。

次に、パイロット弁２０の詳細について説明する。図２はパイロット弁２０の詳細を示す断面図である。弁ハウジング２１にはパイロット弁室２１Ａが形成されている。パイロット弁室２１Ａにはパイロット弁座２２が取り付けられており、このパイロット弁座部２２の上には、弁ハウジング２１の軸線Ｌ２方向に摺動するパイロット弁体２３を備えている。パイロット弁座２２には、弁ハウジング２１の軸線Ｌ２方向に一直線上に並んでパイロット切換ポート２１ａ、パイロット低圧ポート２１ｂ及びパイロット切換ポート２１ｃが形成されており、これらパイロット切換ポート２１ａ、パイロット低圧ポート２１ｂ、パイロット切換ポート２１ｃには、前記切換継手管２４ｃ、低圧継手管２４ｂ、切換継手管２４ｃが取り付けられている。また、弁ハウジング２１の中間部のパイロット弁座２２と対向する位置には、パイロット高圧ポート２１ｄが形成されており、このパイロット高圧ポート２１ｄには前記高圧継手管２４ｄが取り付けられている。

弁ハウジング２１の片側には、円筒状のケース３１を介して雌ねじ部材３２が取り付けられるとともに、ケース３１の端部には雌ねじ部材３２を覆うように、モータケース３３が取り付けられいてる。なお、弁ハウジング２１、ケース３１及びモータケース３３は、ろう付け等により気密に固着されている。雌ねじ部材３２の中央には雌ねじ３２ａと円筒状のガイド孔３２ｂが形成され、このガイド孔３２ｂ内には、円筒状のスライダ４１が挿通されている。スライダ４１の弁ハウジング２１側の端部には挿通孔４１ａが形成され、この挿通孔４１ａ内にはロッド部材４２が挿通されている。ロッド部材４２のスライダ４１内の一端は、ボールベアリング４３を介してスライダ４１に取り付けられており、スライダ４１はロッド部材４２に対して軸線Ｌ２を軸として回転自在となっている。ロッド部材４２の他端には、取り付け金具４４により弁ホルダ４５が取り付けられており、この弁ホルダ４５にはパイロット弁体２３が取り付けられている。

パイロット弁体２３は、お椀状の金属板２３ａを樹脂製の部材と共にインサート成型したものであり、この金属板２３ａの内側によりパイロット凹部２３ｂが形成されている。そして、パイロット弁体２３は、図２の左側の端部位置において、パイロット切換ポート２１ａとパイロット低圧ポート２１ｂとをパイロット凹部２３ｂにより連通する。このとき、パイロット切換ポート２１ｃはパイロット弁室２１Ａを介してパイロット高圧ポート２１ｄに連通する。また、パイロット弁体２３は、図２の右側の端部位置において、パイロット切換ポート２１ｃとパイロット低圧ポート２１ｂとをパイロット凹部２３ｂにより連通する。このとき、パイロット切換ポート２１ａはパイロット弁室２１Ａを介してパイロット高圧ポート２１ｄに連通する。なお、ロッド部材４２と弁ホルダ４５の接合部分には、板バネ部材４６が取り付けられており、パイロット弁体２３は、この板バネ部材４６によりパイロット弁座２２に押圧され、パイロット弁体２３とパイロット弁座２２との間のシール性が高められる。

モータケース３３内には、ロータ５が回転可能に配置されている。ロータ５は、内側から順に、ロータ軸５１，ロータ軸ホルダ５２及びマグネット５３により構成されている。ロータ軸５１の外周には雄ねじ５１ａが形成されている。そして、この雄ねじ５１ａは、雌ねじ部材３２に形成された雌ねじ３２ａに螺合され、この雄ねじ５１ａと雌ねじ３２ａとにより「ねじ送り機構」を構成している。また、モータケース３３の外周には、ステータユニット６が配設されており、このステータユニット６のステータコイル６１にパルス信号が与えられることにより、そのパルス数に応じてロータ５を回転させる。このロータ５及びステータユニット６は電動モータ（ステッピングモータ）を構成している。

モータケース３３の内側にはストッパ保持ロッド７１が固定されている。ストッパ保持ロッド７１には螺旋ガイド７２が取り付けられており、螺旋ガイド７２には可動ストッパ７３が係合している。可動ストッパ７３は、ロータ５のマグネット５３の突起５３ａによって蹴り回されることにより、ロータ５の回転に伴って螺旋ガイド７２に案内されて旋回しつつ上下移動する。そして、可動ストッパ７３は一端のストッパ部７２ａあるいは他端のストッパ部７２ｂに当接することによりロータ５の回転を制限する。

ロータ軸５１の端部にはフランジ部５１ｂが一体形成され、このフランジ部５１ｂがスライダ４１の端部と共にワッシャを挟み込み、このロータ軸５１の端部はスライダ４１に係合されている。また、スライダ４１内には、バネ受け４７が軸線Ｌ２方向に移動可能に設けられている。バネ受け４７とボールベアリング４３との間には圧縮コイルバネ４８が所定の荷重を与えられた状態で取り付けられている。

以上の構成により、電動モータを駆動すると、ロータ５は可動ストッパ７３及びストッパ部７２ａ，７２ｂで規制される範囲内で回動する。このロータ５の回転は、ロータ軸５１の雄ねじ５１ａと雌ねじ部材３２の雌ねじ３２ａとのねじ送り作用により、ロータ軸５１の直線運動に変換され、スライダ４１、ロッド部材４２及び弁ホルダ４５を介してパイロット弁体２３が軸線Ｌ２方向に移動する。これにより、パイロット切換ポート２１ａから四方切換弁１０の副弁室１８ａに高圧冷媒を供給するとともに副弁室１８ｂを減圧する状態と、パイロット切換ポート２１ｃから四方切換弁１０の副弁室１８ｂに高圧冷媒を供給するとともに副弁室１８ａを減圧する状態とを切り換え、冷凍サイクルの流路を切り換える。

このように、パイロット弁２０は、電動モータの回転力を、ロータ軸５１の雄ねじ５１ａと雌ねじ部材３２の雌ねじ３２ａとのねじ送り作用により直線運動する力に変換し、パイロット弁体２３を軸線Ｌ２に沿って直線運動させるので、パイロット弁室２１Ａ内の高圧冷媒がパイロット弁体２３をパイロット弁座２２に押し付ける力が強くても、ロータ５の回転トルクに対する抗力が小さくなり、パイロット弁体２３をスムースに移動させることができる。また、ロータ５の回転速度を制御することにより、パイロット弁体２３の移動速度（切り換え速度）を制御することができ、切り換え時に、従来の電磁ソレノイドタイプのパイロット弁のように吸引子とプランジャとで発生する騒音が生じることもない。また、四方切換弁１０の２つの副弁室１８ａ，１８ｂの何れか一方の副弁室への高圧冷媒の流入速度と、他方の副弁室からの冷媒流出速度を、電動モータの回転速度により制御できるので、この四方切換弁１０における騒音を防止することもできる。特に、冷媒として超高圧ＣＯ₂を用いる場合に有効である。

また、パイロット弁２０はパイロット弁体２３を直線運動させる直動型の弁であり、例えば電動モータの回転力をそままパイロット弁体の回転に変換して切り換えを行うようなパイロット弁に比べて、パイロット弁体とパイロット弁座との間に生じる、高圧冷媒による摩擦力を受けにくくなる。すなわち、電動モータの回転力をそのままパイロット弁体の回転に変換するような場合には、上記摩擦力がそのまま電動モータに対する抗力となるが、この実施形態のように電動モータの回転をねじ送り機構によりパイロット弁体を直線運動させる直動型のパイロット弁であれば、このような抗力の影響を低減でき、切り換え動作を確実に行うことができる。

また、ロータ軸５１に対してパイロット弁体２３をボールベアリング４３を介して連結しているので、ロータ軸５１に対してパイロット弁体２３が軸線Ｌ周りに回動可能となり、ロータ軸５１の回転力がパイロット弁体２３を回転するように作用することがなく、パイロット弁体２３のパイロット弁座２２に対する着座状態を確実に保持することができる。なお、ボールベアリングに代えてスラストベアリングを用いてもよい。

実施形態におけるパイロット弁２０は、雌ねじ部材３２が固定され、ロータ５が回転することによって、ねじ送り機構によりロータ軸５１が雌ねじ部材３２に対して直線運動するように構成されている。したがって、雌ねじ部材３２が固定でロータ軸５１（ロータ５）を移動させるという簡単な構造になっている。しかし、パイロット弁体２３が直線運動するものであれば、ねじ送り機構の構成は上記実施形態に限らない。

すなわち、雌ねじが形成されている部材を「ナット」、雄ねじが形成されている部材を「ボールねじ」とすると、ねじ送り機構は以下の４通りが可能である。

第１に、ナットは軸線Ｌ２方向の移動が規制され、パイロット弁体に連結したボールねじが軸線Ｌ２方向に移動可能な構造であってかつ軸線Ｌ２周りに回動可能とした構造であって、電動モータによりボールねじを回転させてボールねじとパイロット弁体を直線運動させる構成がある。これは実施形態の構造である。

第２に、ボールねじは軸線Ｌ２方向の移動が規制され、パイロット弁体に連結したナットが軸線Ｌ２方向に移動可能でかつ軸線Ｌ２周りに回動が規制されている構造であって、電動モータによりボールねじ（ロータ軸相当）を回転させてナットとパイロット弁体を直線運動させる構成が可能である。

第３に、ナットは軸線Ｌ２方向の移動が規制され、パイロット弁体に連結したボールねじが軸線Ｌ２方向に移動可能でかつ軸線Ｌ２周りに回動が規制されている構造であって、電動モータによりナットを回転させてボールねじとパイロット弁体を直線運動させる構成が可能である。

第４に、ボールねじは軸線Ｌ２方向の移動が規制され、パイロット弁体に連結したナットが軸線Ｌ２方向に移動可能な構造であってかつ軸線Ｌ２周りに回動可能とした構造であって、電動モータによりナットを回転させてナットとパイロット弁体を直線運動させる構成が可能である。

１０四方切換弁（主弁部）
２０パイロット弁
３０圧縮機
４０室外機
５０室内機
６０絞り装置
１１Ａ主弁室
１２主弁座
１３主弁体
１３ｂ主弁凹部
１１ａＥポート（主弁切換ポート）
１１ｂＳポート（主弁低圧ポート）
１１ｃＣポート（主弁切換ポート）
１１ｄＤポート（主弁高圧ポート）
１７ａピストン
１７ｂピストン
１８ａ副弁室
１８ｂ副弁室
Ｌ１軸線
２１Ａパイロット弁室
２２パイロット弁座
Ｌ２軸線
２３パイロット弁体
２１ａパイロット切換ポート
２１ｂパイロット低圧ポート
２１ｃパイロット切換ポート
２１ｄパイロット高圧ポート
３２雌ねじ部材
３２ａ雌ねじ（ねじ送り機構）
４３ボールベアリング
２３ｂパイロット凹部
５ロータ（電動モータ）
５１ロータ軸
５１ａ雄ねじ（ねじ送り機構）
６ステータユニット（電動モータ）
６１ステータコイル

Claims

冷凍サイクルの冷媒流路の高圧側に連通する主弁高圧ポートと、冷凍サイクルの冷媒流路の低圧側に連通する主弁低圧ポートと、冷凍サイクルの室外機及び室内機にそれぞれ連通する２つの主弁切換ポートとを有する主弁部と、この主弁部を駆動するパイロット弁とを備えた流路切換弁であって、
前記主弁部は、前記主弁高圧ポートが形成された筒状の主弁室内に、前記主弁低圧ポートと前記２つの主弁切換ポートとが形成された主弁座を配置するとともに、前記主弁座に対して前記主弁室の軸線方向に摺動可能な主弁体であって摺動面に主弁凹部が形成された主弁体を配置し、前記主弁室にそれぞれ配置された２つのピストンの間に前記主弁体を連結し、前記主弁室の両側に前記２つのピストンにより仕切られた２つの副弁室を備え、前記パイロット弁を介して前記２つの副弁室の何れか一方に高圧冷媒を導入するとともに、他方の副弁室を減圧することで主弁体が移動して、前記主弁凹部により前記主弁低圧ポートを前記２つの主弁切換ポートの何れか一方に択一的に連通させるとともに他方の主弁切換ポートを前記主弁室を介して前記主弁高圧ポートに連通し、前記冷凍サイクルの流路を切り換えるよう構成され、
前記パイロット弁は、前記冷凍サイクルの冷媒流路の高圧側に連通するパイロット高圧ポートが形成された筒状のパイロット弁室内に、前記冷凍サイクルの冷媒流路の低圧側に連通するパイロット低圧ポートと、前記主弁部の２つの副弁室にそれぞれ連通する２つのパイロット切換ポートとが形成されたパイロット弁座を配置するとともに、前記パイロット弁座に対して前記パイロット弁室の軸線方向に摺動可能なパイロット弁体であって摺動面にパイロット凹部が形成されたパイロット弁体を配置し、電動モータの回転運動を直線運動に変換するねじ送り機構により前記パイロット弁体を直線移動させ、
前記パイロット凹部により前記パイロット低圧ポートを前記２つのパイロット切換ポートの何れか一方に択一的に連通させるとともに他方のパイロット切換ポートを前記パイロット弁室を介して前記パイロット高圧ポートに連通し、前記主弁部の前記２つの副弁室の何れか一方に高圧冷媒を導入するとともに、他方の副弁室を減圧して、前記主弁部を駆動するようにしたことを特徴とする流路切換弁。
請求項１に記載の流路切換弁であって、
前記パイロット弁の前記ネジ送り機構は、前記パイロット弁座に対して固定関係にある雌ねじ部材の雌ねじと、前記電動モータのロータ軸に形成され前記雌ねじに螺合する雄ねじとにより構成され、該ロータ軸に対して前記パイロット弁体が前記軸線周りに回動可能なボールベアリングにより連結されていることを特徴とする流路切換弁。