JP2015001243A - 冷媒切替弁およびこれを備える機器 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒の切替性能が向上した冷媒切替弁、これを備える機器を提供する。
【解決手段】本発明の冷媒切替弁は、弁体８０と、ケース６６、６７ａと、該ケースの一端の弁座６７ｂと、該ケース内部に開口され流入管６８が接続される流入管接続部Ａと、内部に一端を開口して連通管６９ｂ、６９ｃ、６９ｄが接続され、弁体８０の回動により開閉される連通管接続部Ｂ、Ｃ、Ｄとを備え、弁体８０は、流入管６８と第１連通管６９ｂを連通し、第２・第３連通管６９ｃ、６９ｄを連通する第１状態と、第２連通管６９ｃを閉塞する第２状態と、流入管６８と第３連通管６９ｄを連通し、第１・第２連通管６９ｂ、６９ｃを連通する第３状態と、流入管６８は第１〜第３連通管６９ｂ〜６９ｄと連通せず、第１〜第３連通管６９ｂ〜６９ｄを連通する第４状態と、流入管６８と第２連通管６９ｃを連通し第１・第３連通管６９ｂ、６９ｄを閉塞する第５状態とを切り替える。
【選択図】図１７

Description

本発明は、冷媒切替弁およびこれを備える機器に関する。

本発明の背景技術として、従来、下記の特許文献１〜特許文献５がある。
特許文献１(特開２００９−７９８３７号公報)には、要約の解決手段欄に、「冷蔵庫は、開口部を有する断熱箱体と、断熱箱体の内部を複数の貯蔵室に区切るための断熱仕切部と、断熱扉と、冷媒配管と、圧縮機と、凝縮器と、冷媒を圧縮機から凝縮器まで流通させるための第一の流路とを備え、断熱仕切部は、断熱扉が開口部を閉塞している場合に断熱扉に対向する断熱仕切部前面を有し、さらに、断熱仕切部前面の周辺に冷媒を流通させるための仕切部結露防止配管を備え、第一の流路に冷媒を流通させるか、または、圧縮機から仕切部結露防止配管を経て凝縮器まで冷媒を流通させるかを切替えるための電磁四方弁を備える。」ことが開示されている。

特許文献２(特許第４６９４１２４号公報)には、請求項１に、「流体を流入させる流入パイプおよび流体を流出させる流出パイプを有し、前記流体の通路の一部をなし、内部に前記流入パイプまたは前記流出パイプに連設された弁口を開閉して前記流体の流動を継断する弁体を内設する本体と、前記弁体を駆動する駆動手段とを有するバルブ駆動装置であって、前記弁口を複数設けるとともに、一つの弁口毎に一つの弁体がそれぞれ対応するように複数の弁体を設け、前記複数の弁体をそれぞれに駆動する従動歯車が形成され、この複数設けられた前記従動歯車の全てを共通に常時噛合する配置で一つの原動歯車の外周に配設し、前記原動歯車を前記駆動手段で駆動して前記複数の従動歯車を一斉に駆動するようにするとともに、前記複数の従動歯車のそれぞれに前記原動歯車に干渉して回転を制限する阻止部を設け、前記原動歯車の回転を制限する一方の前記阻止部と、他方の前記阻止部とを異なる前記従動歯車に設けたことを特徴とするバルブ駆動装置。」が開示されている。

特許文献３(特許第４７８６８２２号公報)には、請求項１に、弁室と前記弁室に常時連通している一つの入口ポートと前記弁室の平らな底面の互いに離れた位置に開口した第１の出口ポート、第２の出口ポートおよび第３の出口ポートとを有する弁ハウジングと、前記弁室内に回転変位可能に設けられ、前記弁室の前記底面に対向する端面に、前記弁室と前記第１〜第３の出口ポートとの連通遮断を行うポート開閉形状部を有し、回転変位によって前記ポート開閉形状部が前記第１〜第３の出口ポートに対して相対変位することにより前記弁室と前記第１〜第３の出口ポートとの連通遮断を切り換える弁体と、前記弁体を段階的に回転駆動する電動式アクチュエータとを有し、前記弁体は、前記電動式アクチュエータによる段階的な回転駆動により、前記第２の出口ポートおよび前記第３の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第１の出口ポートのみを前記弁室に連通する第１の切換位置と、前記第１の出口ポートおよび前記第３の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第２の出口ポートのみを前記弁室に連通する第２の切換位置と、前記第１の出口ポート、第２の出口ポートおよび前記第３の出口ポートと前記弁室との連通をすべて遮断する第３の切換位置と、前記第１の出口ポートおよび前記第２の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第３の出口ポートのみを前記弁室に連通する第４の切換位置と、前記第３の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第１の出口ポートと前記第２の出口ポートの双方を前記弁室に連通する第５の切換位置との間に切換動作することを特徴とする電動式四方切替弁。」が開示されている。

特許文献４(特許第３９９７０３６号公報)には、請求項１に、「圧縮機、熱交換器、絞り、および、流路切替弁を備えた冷凍サイクルで用いられ、流体が吸入される吸入ポートおよび流体が排出される排出ポートを備えると共に、２つの切換ポートを備える前記流路切替弁のハウジングの内部で第１箇所と第２箇所との間を移動部材が移動することで、前記移動部材の前記第１箇所にあっては、前記吸入ポートと前記２つの切換ポートのうちいずれか一方の切換ポートとが前記ハウジングの内部で連通されると共に、前記排出ポートと前記２つの切換ポートのうちいずれか他方の切換ポートとが前記ハウジングの内部で連通され、前記移動部材の前記第２箇所にあっては、前記吸入ポートと前記２つの切換ポートのうちいずれか他方の切換ポートとが前記ハウジングの内部で連通されると共に、前記排出ポートと前記２つの切換ポートのうちいずれか一方の切換ポートとが前記ハウジングの内部で連通される流路切替弁であって、前記移動部材を、圧縮機の運転および停止により前記流路切替弁内での流体の圧力、差圧、および、流量のうち少なくとも１つの変化で発生する動力を用いて前記第１箇所と前記第２箇所との間で移動させる移動手段を備え、前記ハウジングは円筒状に形成されていて、少なくとも前記２つの切換ポートは、前記ハウジングのうち該ハウジングの中心軸方向における一端側の弁座に形成されており、前記移動部材は、前記ハウジング内に収容されて前記中心軸の周りに回転可能な主弁体により構成されていると共に、該主弁体には、前記２つの切換ポートのうち片方の切換ポートを選択的に吸入ポートに連通させる連通手段が形成されており、前記主弁体は、前記中心軸の周りに回転変位することで前記第１箇所と前記第２箇所との間を移動し、前記主弁体の前記第１箇所にあっては、前記連通手段により前記２つの切換ポートのうちいずれか一方の切換ポートが前記吸入ポートに連通され、前記主弁体の前記第２箇所にあっては、前記連通手段により前記２つの切換ポートのうちいずれか他方の切換ポートが前記吸入ポートに連通されることを特徴とする流路切替弁。」が開示されている。

特許文献５(特公平３−５５２号公報)には、特許請求の範囲に、「複数の流体ポートを有する弁シート上を、椀状の弁体が摺動するように構成された四方切替弁において、弁本体から突設された非磁性シールド管の内側に収容された回転子と、該シールド管の外側に装着され該回転子を駆動するモータコイルと、該回転子の回転を限定角度回動に変換するギヤ機構と、該ギヤ機構の出力軸に結合され該弁体を遊動可能に支持する弁体保持体とを該弁本体内に備えたことを特徴とする電動四方弁。」が開示されている。

特開２００９−７９８３７号公報 特許第４６９４１２４号公報 特許第４７８６８２２号公報 特許第３９９７０３６号公報 特公平３−５５２号公報

ところで、特許文献１(特開２００９−７９８３７号公報)に記載された構成では、仕切部結露防止配管を通過する冷媒は高温高圧であって、冷蔵庫本体開口部周囲との温度差が大きいため、冷蔵庫本体開口部へ移動する冷媒の熱量が過大となり、冷蔵庫内の温度上昇を招来し、エネルギ使用量が大きくなるおそれがある。そのため、冷蔵庫の消費電力が大きくなり、維持費が嵩む可能性がある。

また、四方弁である電磁弁と冷媒逆流防止弁との２式の冷媒切替弁を備えた構成の場合には、２式の冷媒切替弁を冷媒回路に接続するための例えば銅製の冷媒配管が長くなり、かつ冷媒配管と冷媒切替弁とをロウ付けによって接続する箇所が電磁弁の入口管１か所、出口管３か所、冷媒逆流防止弁の両端が２か所、計６か所と多い。
そのため、冷媒配管の材料費が高くなり、組み立てコストが上昇し、コストが高くなるおそれがある。

特許文献２(特許第４６９４１２４号公報)に記載された構成では、複数の弁口を開閉するために複数の弁体を要するため、部品点数が多くなり複雑な構成となり、コストアップとなる。

特許文献３(特許第４７８６８２２号公報)には、３つの出口ポートのうちいずれか１つのポートのみを入口ポートと連通する位置（第１の切換位置、第２の切換位置、第４の切換位置）、全ての出口ポートを同時に閉鎖する位置（第３の切換位置）、１つの出口ポートを遮断して他の２つの出口ポートを入口ポートに連通する位置（第５の切換位置）について記載されているが、それ以外、つまり出口ポートが入口ポートと連通する位置か、遮断する位置以外の各ポートの連通の状態については記載がない。

特許文献４(特許第３９９７０３６号公報)に記載された構成では、３つの排出ポートのうち１つを吸入ポートに連通し、それ以外の２つの排出ポートを互いに連通することで２つの熱交換機の上流と下流とを逆転して冷房と暖房とを切り替えることができるが、それ以外の連通の状態については記載がない。

特許文献５(特公平３−５５２号公報)に記載された構成では、減速ギヤと遊動可能に支持された弁体保持体を介して弁体を駆動する構成なので、部品点数が多くなり複雑な構成となる。そのため、部品コスト、組み立てコストが高くなり、コスト高となるおそれがある。
また、特許文献４と同様に３つの排出ポートのうち１つを吸入ポートに連通し、それ以外の２つの排出ポートを互いに連通することで２つの熱交換機の上流と下流とを逆転して冷房と暖房とを切り替えることができるが、それ以外の連通の状態については記載がない。

上記課題に鑑みて本発明は、冷媒の切替性能が向上した冷媒切替弁を提供することを目的とする。また、この冷媒切替弁を備える機器の実使用状態に即して、冷媒の切り替えを可能とすることを目的とする。

このような課題を解決するために、第１の本発明の冷媒切替弁は、弁体軸まわりに回動自在に支持される弁体と、前記弁体を内在するケースと、前記ケースの一端に設けられた弁座と、前記ケース内部に一端を開口して、流入管が接続される流入管接続部と、前記弁座の前記ケース内部に一端を開口して、連通管が接続される複数の連通管接続部とを備え、前記弁体の回動により、前記連通管接続部を開放ないし閉塞する。該冷媒切替弁の前記弁体は、前記流入管と前記第１連通管を連通し、前記第２連通管と前記第３連通管を連通する第１状態と、前記第２連通管を閉塞する第２状態と、前記流入管と前記第３連通管を連通し、前記第１連通管と前記第２連通管を連通する第３状態と、前記流入管は前記第１連通管と前記第２連通管と前記第３連通管のいずれとも連通せず、かつ前記第１連通管と前記第２連通管と前記第３連通管を連通する第４状態と、前記流入管と前記第２連通管を連通し、前記第１連通管と前記第３連通管を閉塞する第５状態とを切り替えている。

第２の本発明の冷媒切替弁は、弁体摺接面を有して弁体軸まわりに回動自在に支持された弁体と、前記弁体を内在するケースと、前記ケースの一端に設けられ前記弁体摺接面が摺接する弁座と、前記ケース内部に一端を開口して、流入管が接続される流入管接続部と、前記弁座の前記ケース内部に一端を開口して、連通管が接続される第一の連通口、第二の連通口、および第三の連通口を備え、前記弁体摺接面と前記弁体摺接面に設けられる連通凹部によって、前記弁体の回動に伴って前記第一の連通口と前記第二の連通口と前記第三の連通口とを開放ないし閉塞する冷媒切替弁である。該冷媒切替弁の前記第一の連通口と前記第二の連通口と前記第三の連通口は、前記弁体軸を中心として配置されたＮが４以上の整数である正Ｎ角形の互いに隣接した２辺を含む３か所の頂点に配置され、前記正Ｎ角形の隣接する頂点が中心と成す角度θｐ＝（３６０゜／Ｎ）としたときに前記弁体摺接面は、前記弁体の回動角度（Ｎ−２）・θｐの範囲に設けられ、前記連通凹部は、隣接した第一の連通口と第二の連通口と第三の連通口とを連通可能な範囲に設けられ、前記連通凹部が第一の連通口と第二の連通口と第三の連通口とを連通する位置に前記弁体が回動した場合には、第二の連通口に隣接しかつ第一の連通口とは反対側に位置して連通口が配置されない前記正Ｎ角形の頂点は前記弁体摺接面によって覆われない構成である。

第３の本発明の機器は、減圧手段と、前記減圧手段の下流に配置される蒸発器と、前記蒸発器の下流に配置される圧縮機と、前記圧縮機の下流に配置される凝縮器と、冷媒が流通可能な冷媒流通部と、前記減圧手段の上流側、前記凝縮器の下流側、前記冷媒流通部の一方端、および前記冷媒流通部の他方端が接続される冷媒切替弁とを備える。そして、前記冷媒切替弁は、前記凝縮器の下流側と前記冷媒流通部の一方端を連通させるとともに、前記冷媒流通部の他方端と前記減圧手段の上流側を連通させる第１モードと、前記冷媒流通部を経由せずに、前記凝縮器の下流側と前記減圧手段の上流側を連通させる第２モードと、前記減圧手段の上流側への連通を閉塞する第３モードと、前記凝縮器の下流側が前記冷媒流通部と連通しないとともに、前記冷媒流通部の両端と前記減圧手段の上流側を連通させる第４モードと、前記第１モードと逆方向に、前記凝縮器の下流側と前記冷媒流通部の他方端を連通させるとともに、前記冷媒流通部の一方端と前記減圧手段の上流側を連通させる第５モードとを切り替えている。

本発明によれば、冷媒の切替性能が向上した冷媒切替弁を提供することができる。また、この冷媒切替弁を備える機器の実使用状態に即して、冷媒の切り替えが可能となる。

実施形態の冷蔵庫を前方から見た正面外観図である。 冷蔵庫の庫内の構成を表す図１におけるＥ−Ｅ断面図である。 冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図である。 図２の冷却器近傍を拡大して示す図１のＥ−Ｅ断面要部拡大図である。 実施形態に係る冷媒切替弁を用いた冷媒経路の第１モードを示す図である。 実施形態に係る冷媒切替弁を用いた冷媒経路の第２モードを示す図である。 実施形態に係る冷媒切替弁を用いた冷媒経路の第３モードを示す図である。 実施形態に係る冷媒切替弁を用いた冷媒経路の第４モードを示す図である。 実施形態に係る冷媒切替弁を用いた冷媒経路の第５モードを示す図である。 実施形態に係る冷媒切替弁の外観を示す斜視図である。 図１０のＦ−Ｆ断面図である。 図１０のＧ方向矢視図である。 冷媒切替弁の内部構成を示す斜視図であり、冷媒切替弁からステータケースと弁ケースとを仮想的に取り外して透視した斜視図である。 ロータピニオンギヤとアイドラギヤと弁体の構成を示す斜視図である。 正多角形の中心と辺と頂点に係る幾何的な関係を示す図である。 図１０の矢印Ｇ方向から見た弁体の弁体摺接面と、実施形態におけ連通口Ｂ、Ｃ、Ｄとの位置関係を示す図である。 連通口の配置と弁体の回動を示した図である。 冷媒切替弁が図１７（１）の第１状態から（５）の第５状態に対応して弁体が１ピッチまたは１/２ピッチずつ順次回動した際の冷媒回路を示す模式図である。 冷媒切替弁の第二の弁座プレートと弁体と連通管の断面を示す拡大部分断面図である。 連通管側の圧力が上昇した際の冷媒切替弁の第二の弁座プレートと弁体と連通管の断面を示す拡大部分断面図である。

以下、本発明を実施するための形態の実施形態について、適宜図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付して示し重複した説明を省略する。
≪第１実施形態≫
図１は、実施形態の冷蔵庫を前方から見た正面外観図である。図２は、冷蔵庫の庫内の構成を表す図１におけるＥ−Ｅ断面図である。図３は、冷蔵庫の庫内の構成を表す正面図である。図４は、図２の冷却器近傍を拡大して示す図１のＥ−Ｅ断面要部拡大図である。

実施形態に係る冷媒切替弁６０（図１０等参照）を説明する前に、まず、実施形態に係る冷媒切替弁６０（図１０等参照）を備える機器として、冷蔵庫１を例に、図１から図４を用いて説明する。

≪冷媒切替弁６０を用いる機器（冷蔵庫１）の構成≫
図１、図３に示すように、実施形態の冷蔵庫１は、その本体である冷蔵庫本体１Ｈに、上方から、冷蔵室２と、左右に並べた製氷室３および上段冷凍室４と、下段冷凍室５と、野菜室６とを有している。なお、冷蔵室２および野菜室６は、冷蔵温度帯の貯蔵室であり、例えば、およそ３〜５℃の温度に制御されている。また、製氷室３、上段冷凍室４および下段冷凍室５は、冷凍温度帯の貯蔵室であり、例えば、およそ−１８℃の温度に制御されている。

図１に示すように、冷蔵室２は、前方側に、左右に分割された観音開き（いわゆるフレンチ型）の冷蔵室扉２ａ、２ｂを備えている。また、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６は、それぞれ引き出し式の製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを備えている。なお、以下の説明において、冷蔵室扉２ａ、２ｂ、製氷室扉３ａ、上段冷凍室扉４ａ、下段冷凍室扉５ａ、野菜室扉６ａを、単に扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａと称する場合がある。

図２に示すように、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａは、内側の周囲にゴム製のドアパッキン１５が設けられている。ドアパッキン１５は、各扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａを閉じた際、冷蔵庫本体前面１６の開口周縁部１Ｈ２と密着することで貯蔵空間（冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５、野菜室６）を外部空間に対して閉塞して密閉し、貯蔵空間から外部への冷気の漏れを抑制している。

冷蔵庫１は、扉開閉検知・報知手段として、冷蔵庫本体１Ｈに、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）と、各扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａが開放していると判定された状態が所定時間（例えば、１分間以上）継続された場合に、使用者に報知音等で報知するアラーム（図示せず）とを有している。

その他、冷蔵庫１は、冷蔵室２の温度設定や上段冷凍室４や下段冷凍室５の温度設定をユーザが行うための温度設定器(図１に示す操作部および表示部を備えるコントロールパネル４０）等を有している。

図２に示すように、冷蔵庫本体１Ｈは、庫外と庫内とが、樹脂製の内箱１０ａと鋼板製の外箱１０ｂとの間に発泡断熱材（発泡ポリウレタン）を充填することにより形成される断熱箱体１０により、断熱して隔てられている。また、冷蔵庫本体１Ｈの断熱箱体１０は、省スペースで断熱性能を向上するため、熱伝達率がより低い複数の真空断熱材１４を、外箱１０ｂの内面に沿って実装している。

冷蔵庫１の庫内は、冷蔵温度帯と冷凍温度帯との温度帯の異なる上下方向に配置された複数の貯蔵室が、熱漏洩を抑制するため、断熱仕切壁１１ａ、１１ｂで断熱的に区画されている。
すなわち、上断熱仕切壁１１ａにより、冷蔵温度帯の貯蔵室である冷蔵室２と、冷凍温度帯の貯蔵室である上段冷凍室４および製氷室３（図１参照、図２中で製氷室３は図示せず）とが、断熱して隔てられている。また、下断熱仕切壁１１ｂにより、冷凍温度帯の貯蔵室である下段冷凍室５と、冷蔵温度帯の貯蔵室である野菜室６とが、断熱して隔てられている。

図２に示すように、冷蔵室扉２ａ、２ｂの庫内側には、飲み物などを収容(貯蔵)するための複数の扉ポケット１３が庫内側に突出して備えられている。また、冷蔵室２は、食品などを載置する複数の棚１２により鉛直方向に複数の貯蔵スペースに区画されている。

引き出し式の扉をもつ製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５および野菜室６は、それぞれの貯蔵室の前方に備えられた扉３ａ、４ａ、５ａ、６ａの後方に一体に、収納容器３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂがそれぞれ設けられている。そして、扉３ａ、４ａ、５ａ、６ａの不図示の取手部に手を掛けて手前側に引き出すことにより、収納容器３ｂ、４ｂ、５ｂ、６ｂが引き出せるようになっている。

＜結露防止＞
冷蔵庫本体１Ｈの各扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａを開くと、温かい外気が冷蔵庫本体前面１６の開口周縁部１Ｈ２(図３参照)と接触する。冷蔵室２、野菜室６内は冷蔵温度帯（例えば、３℃）であり、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５内は氷点下の冷凍温度帯（例えば、−１８℃）である。そのため、扉３ａ、４ａ、５ａを開いた場合、冷蔵庫本体前面１６の各々の開口周縁部１Ｈ２に外気が触れると冷却されて露点以下となり、結露しやすい状態となる。
さらに、冷蔵庫本体前面１６に結露した状態で扉３ａ、４ａ、５ａを閉じると、ドアパッキン１５と冷蔵庫本体前面１６との間の水滴が氷点下に冷却され、凍結するおそれがある。凍結は、熱漏洩やドアパッキン１５の損耗の起因となる。

＜結露防止配管１７＞
そこで、図２および図３に示すように、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５の開口周縁部１Ｈ２には、結露防止を目的に開口周縁部１Ｈ２を温め露点の温度を上げるため、後記する凝縮器５２を通過した後の冷媒を通過させる冷媒配管１７が埋設されている。ここで、冷媒配管１７を流れる冷媒の温度（後記の凝縮器５２を通過した後の冷媒の温度）は、庫外温度(外部空間の温度)よりも高温であり、例えば、庫外温度が３０℃の際に３３℃程度となるように設定している。

このように、冷媒配管１７は、流れる冷媒の熱により冷蔵庫本体前面１６の開口周縁部１Ｈ２を加熱して、外気中の水分の結露および凍結を抑制する機能を有している。以下の説明においては、冷媒配管１７を「結露防止配管１７」と称する。
なお、本実施形態において、結露防止配管１７は、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５の開口周縁部１Ｈ２に設ける構成としたが、冷蔵室２、野菜室６の開口周縁部に設ける構成であってもよく、この場合、同様に、結露防止の効果が得られる。

＜冷気循環＞
図２、図３に示すように、冷却器７は、下段冷凍室５の略背部に備えられた冷却器収納室８内に配設されている。冷却器７は、冷却器配管７ｄに伝熱面積を広げるための多数のフィンが取り付けられて構成され、冷却器配管７ｄ内の冷媒と空気との間で熱交換が行われる。

また、冷却器７の上方には、庫内送風機９（例えば、モータ駆動するファン）が設けられている。冷却器７で熱交換して冷やされた空気（以下、冷却器７で熱交換した低温の空気を「冷気」と称す）は、庫内送風機９によって冷蔵室送風ダクト２２、野菜室送風ダクト２５、製氷室送風ダクト２６ａ、上段冷凍室送風ダクト２６ｂおよび下段冷凍室送風ダクト２７を介して、冷蔵室２、野菜室６、製氷室３、上段冷凍室４および下段冷凍室５の各貯蔵室へ送られる構成である。ちなみに、冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５および野菜室６への各送風ダクト(２２、２６ａ、２６ｂ、２７、２５)は、図２、図３に破線で示すように冷蔵庫本体１Ｈの各貯蔵室の背面側に設けられている。

庫内送風機９が取り付けられている送風機支持部３０は、冷却器収納室８と冷凍温度帯室背面仕切２９との間を区画する。
図４に示すように、製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５にそれぞれ冷気を吹き出す吹出口３ｃ、４ｃ、５ｃが形成されている冷凍温度帯室背面仕切２９は、上段冷凍室４、製氷室３および下段冷凍室５と、冷却器収納室８との間を区画する。

送風機カバー３１は、庫内送風機９の前面を覆うように配置されている。送風機カバー３１と冷凍温度帯室背面仕切２９との間には、庫内送風機９によって送風された冷気を吹出口３ｃ、４ｃ、５ｃに導くための、製氷室送風ダクト２６ａ、上段冷凍室送風ダクト２６ｂおよび下段冷凍室送風ダクト２７が形成されている。
また、送風機カバー３１の上部には、吹出口３１ａが形成されており、吹出口３１ａ近くに冷凍温度帯室冷気制御手段２１が設けられている。

さらに、送風機カバー３１は、庫内送風機９によって送風された冷気を冷蔵温度帯室冷気制御手段２０側に送風する役目も果たしている。即ち、送風機カバー３１に設けられた冷凍温度帯室冷気制御手段２１側に流れない冷気は、図４に示すように、冷蔵室上流ダクト２３を経由して冷蔵温度帯室冷気制御手段２０側に導かれる。
また、送風機カバー３１は、庫内送風機９の前面に整流部３１ｂを備えている。整流部３１ｂは、吹き出す冷気が引き起こす乱流を整流して、騒音の発生を防止するようになっている。

＜ダンパ＞
冷却器７の冷気がどの貯蔵室へ送られるかは、図２、図３に示す冷蔵温度帯室冷気制御手段２０および冷凍温度帯室冷気制御手段２１の開閉により制御される。
ここで、冷蔵温度帯室冷気制御手段２０は、独立した２つの第一・第二の開口部２０ａ、２０ｂ(図３参照)を備える所謂ツインダンパであり、第一の開口２０ａを開閉することで、冷蔵室送風ダクト２２への送風を制御し、第二の開口２０ｂを開閉することで、野菜室送風ダクト２５への送風を制御する。

図４に示すように、冷凍温度帯室冷気制御手段２１は、単独の開口部を備えたシングルダンパであり、開口部を開閉することで、製氷室送風ダクト２６ａ、上段冷凍室送風ダクト２６ｂおよび下段冷凍室送風ダクト２７への送風を制御する。

＜ダンパによる冷蔵室２の冷却＞
冷蔵室２の冷却に際しては、冷蔵温度帯室冷気制御手段２０の第一の開口２０ａを開状態とすると、冷気は、冷蔵室上流ダクト２３（図４参照）および冷蔵室送風ダクト２２を経て、多段に設けられた吹出口２ｃ（図３参照）から冷蔵室２に送られる。そして、冷蔵室２を冷却した冷気は、冷蔵室２の下部に設けられた戻り口２ｄから冷蔵室戻りダクト２４を経て、冷却器収納室８内にその側方下部から流入し、冷却器７と熱交換され冷却される。

＜ダンパによる野菜室６の冷却＞
野菜室６の冷却に際しては、冷蔵温度帯室冷気制御手段２０の第二の開口２０ｂを開状態とすると、冷気は、冷蔵室上流ダクト２３および野菜室送風ダクト２５（図３参照）を経て、吹出口６ｃから野菜室６に送られる。なお、野菜室６を冷却した冷気は、戻り口６ｄを経て、冷却器収納室８内にその下部から流入し、冷却器７と熱交換され冷却される。
ちなみに、野菜室６を循環する風量は、冷蔵室２より冷蔵温度がやや高めのため、冷蔵室２を循環する風量や冷凍温度帯室(３、４、５)を循環する風量に比べて少なくなっている。

＜ダンパによる冷凍室(３、４、５)の冷却＞
冷凍室(３、４、５)の冷却に際しては、冷凍温度帯室冷気制御手段２１を開状態とすると、冷気は、製氷室送風ダクト２６ａや上段冷凍室送風ダクト２６ｂを経て、吹出口３ｃ、４ｃからそれぞれ製氷室３、上段冷凍室４に送られる。また、冷気は、下段冷凍室送風ダクト２７(図２参照)を経て、吹出口５ｃから下段冷凍室５に送られる。このように、冷凍温度帯室冷気制御手段２１は、送風機カバー３１(図４参照）の上方に取り付けられ、その下方に配置される冷凍室(３、４、５)への送風を容易にしている。

製氷室送風ダクト２６ａを介して製氷室３に製氷室送風ダクト２６ａを介して送風された冷気、および、上段冷凍室送風ダクト２６ｂを介して上段冷凍室４に送風された冷気は、下方に配置される下段冷凍室５に下降する。そして、下段冷凍室送風ダクト２７を介して、下段冷凍室５に送風された冷気とともに、下段冷凍室５の奥下方に設けられた冷凍室戻り口２８を介して、冷却器収納室８内に流入し、冷却器７と熱交換され冷却される。
ちなみに、冷凍室戻り口２８の横幅寸法は、冷却器７の幅寸法とほぼ等しい横幅である。

ところで、冷蔵温度帯室冷気制御手段２０および冷凍温度帯室冷気制御手段２１が開状態のとき、大部分の冷気が冷凍温度帯室冷気制御手段２１側に送られて、残りの他の冷気が冷蔵温度帯室冷気制御手段２０側に導かれるように各送風ダクト等が構成されている。
これにより、温度帯の異なる貯蔵室である冷凍温度帯室（製氷室３、上段冷凍室４および下段冷凍室５）および冷蔵温度帯室（冷蔵室２および野菜室６）に、１つの冷却器７で冷気を供給することができるようになっている。
以上説明したように、冷蔵庫本体１Ｈの各貯蔵室へ送風する冷気の切り替えは、冷蔵温度帯室冷気制御手段２０および冷凍温度帯室冷気制御手段２１それぞれを適宜に開閉制御することにより行われる。

＜霜取装置の除霜ヒータ３５＞
図４に示すように、冷却器７の下方には、除霜手段である除霜ヒータ３５が設置されている。除霜ヒータ３５の上方には、除霜水が除霜ヒータ３５に滴下することを防止するために、上部カバー３６が設けられている。
冷却器７およびその周辺の冷却器収納室８の壁に付着した霜の除霜（融解）によって生じた除霜水は、冷却器収納室８の下部に備えられた樋３２に流入した後に、排水管３３を介して機械室５０に配設された蒸発皿３４に達して貯留され、後記の圧縮機５１(図３参照）や凝縮器５２の熱により蒸発させられ、冷蔵庫１外に排出される。

＜機械室＞
図３に示すように、断熱箱体１０の下部背面(奧)側には、機械室５０が設けられている。
機械室５０には、冷媒を圧縮して高温、高圧にして吐出する圧縮機５１と、冷媒と空気とを熱交換させる凝縮器５２と、凝縮器５２における冷媒と空気の熱交換を促進させる庫外送風機５３と、細管である減圧手段５４と、冷媒切替弁６０とが配置されている。
なお、圧縮機５１、凝縮器５２、減圧手段５４、および、冷媒切替弁６０は、冷却器７や結露防止配管１７と配管で接続され、冷媒が流通する冷媒経路（冷媒回路））(図５から図８を用いて後記)が形成されている。

＜センサ・制御系＞
図２に示すように、冷蔵庫本体１Ｈの天井壁１Ｈ１の上面奥側には、制御手段として、ＣＰＵ(Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)等のメモリなどを有するマイクロコンピュータや、インターフェース回路等を実装した制御手段である制御基板４１が配置されている。

冷蔵庫１には、庫外の温度環境（外気温度）を検知する外気温度センサ４２、庫外の湿度環境（外気湿度）を検知する外気湿度センサ４３、冷蔵室２の温度を検出する冷蔵室温度センサ４４、野菜室６の温度を検出する野菜室温度センサ４５、冷凍温度帯室（製氷室３、上段冷凍室４および下段冷凍室５）の温度を検出する冷凍室温度センサ４６、冷却器７の温度を検出する冷却器温度センサ４７等の温度センサが設けられている。これらセンサで検出された温度が検出信号として、制御基板４１に入力される。

また、制御基板４１は、扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａ、５ａ、６ａの開閉状態をそれぞれ検知する扉センサ（図示せず）、冷蔵室扉２ａに設けたコントロールパネル４０（図１参照）と電気的に接続されている。

そして、制御基板４１は、ＲＯＭに予め搭載された制御プログラムを実行することにより、圧縮機５１のＯＮ／ＯＦＦや回転速度の制御、冷蔵温度帯室冷気制御手段２０および冷凍温度帯室冷気制御手段２１を個別に開閉駆動するそれぞれの駆動モータ（図示せず）の制御、庫内送風機９のＯＮ／ＯＦＦや回転速度の制御、庫外送風機５３(図３参照)のＯＮ／ＯＦＦや回転速度等の制御、扉開放状態を報知するアラーム（図示せず）のＯＮ／ＯＦＦ、冷媒切替弁６０の切替動作等の制御を行い、冷蔵庫１全体の運転を統括的に制御している。
以上が、機器である冷蔵庫１の構成である。

＜冷媒経路（冷媒回路）＞
次に、実施形態に係る冷媒切替弁６０（図３、図１０等参照）を備える冷蔵庫１の冷媒経路（冷媒回路）、運転モードについて、図５から図９を用いて説明する。
図５は、実施形態に係る冷媒切替弁６０を用いた冷媒経路の第１モードを示す図である。
図６は、実施形態に係る冷媒切替弁６０を用いた冷媒経路の第２モードを示す図である。
図７は、実施形態に係る冷媒切替弁６０を用いた冷媒経路の第３モードを示す図である。
図８は、実施形態に係る冷媒切替弁６０を用いた冷媒経路の第４モードを示す図である。
図９は、実施形態に係る冷媒切替弁６０を用いた冷媒経路の第５モードを示す図である。

図５の第１モードは第１の通常のモードであり、結露防止配管１７(図２、図３参照)に高温の冷媒を矢印α方向に送り、結露を抑制する第１結露防止モードである。
図６の第２モードは、結露の可能性がない環境において、結露防止配管１７を冷媒がバイパスするバイパスモードである。
図７の第３モードは、圧縮機５１を停止する停止モードである。
図８の第４モードは、結露防止配管１７から冷媒を回収して省エネを図る冷媒回収モードである。
図９の第５モードは第２の通常のモードであり、結露防止配管１７(図２、図３参照)に高温の冷媒を、第１の通常のモードの方向(矢印α方向)とは逆側の矢印β方向から送り、結露を抑制する第２結露防止モードである。

冷媒切替弁６０は、４つの連通管（図１０等を用いて後記する流入管６８、連通管６９ｂ、６９ｃ、６９ｄ）が接続されており、１つの流入口Ａと、３つの連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを備える、所謂、四方弁である。
すなわち、流入口Ａには、流入管６８が接続され、３つの連通口Ｂ、Ｃ、Ｄには、それぞれ連通管６９ｂ、６９ｃ、６９ｄが接続されている。

図５に示すように、流入口Ａの上流側には、第一冷媒配管５５が接続されている。第一冷媒配管５５には、上流側に凝縮器５２が接続され、さらにその上流側には圧縮機５１の高圧側吐出口５１ｏが接続されている。連通口Ｂには、第二冷媒配管５６の一端が接続され、結露防止配管１７を経由して、連通口Ｄに第二冷媒配管５６の他端が接続されている。連通口Ｃの下流側には、第三冷媒配管５７が接続されている。

第三冷媒配管５７は、下流側の細管である減圧手段５４を経由して、冷却器７と接続される。冷却器７の下流側は圧縮機５１の低圧側吸入口５１ｉに接続されている。ちなみに、冷媒経路（冷媒回路）の冷媒としては、例えば、処理時のＣＯ_２の排出が少ないイソブタンを用いることができる。

図５から図９に示すように、第１モードから第５モードは、それぞれモードが異なるので、冷媒切替弁６０の開閉状態（連通状態）が異なり、冷媒の経路（回路）が異なっている。

（図５の第１モード）第１結露防止モード
図５に示す第１モード(第１結露防止モード)においては、冷媒切替弁６０は、流入口Ａと連通口Ｂとが連通し（冷媒流れＬ１）、連通口Ｃと連通口Ｄとが連通（冷媒流れＬ２）する。
圧縮機５１により圧縮された高温高圧の冷媒は、凝縮器５２に流入し、凝縮器５２で空気（庫外空気）と熱交換して冷却される。凝縮器５２から流出した冷媒は、第一冷媒配管５５を通って、冷媒切替弁６０の流入口Ａに流入し、冷媒流れＬ１に示すように、連通口Ｂから流出する。そして、第二冷媒配管５６の一部を通って、結露防止配管１７に流入する。

結露防止配管１７に流入した冷媒の温度（即ち、凝縮器５２から流出した冷媒の温度）は、庫外空気よりも高温であるため、結露防止配管１７に流入した冷媒は、冷蔵庫本体１Ｈの開口周縁部１Ｈ２(図２、図３参照)を加熱する。これにより、冷蔵庫本体１Ｈの開口周縁部１Ｈ２の温度が上昇し、露点温度が上昇し結露が抑制される。

そして、結露防止配管１７を矢印α方向に通過して開口周縁部１Ｈ２に放熱して結露防止配管１７への流入時よりも低温となった冷媒は、結露防止配管１７から流出して、第二冷媒配管５６の残部を経て、冷媒切替弁６０の連通口Ｄに流入する。そして、冷媒は、冷媒流れＬ２に示すように、連通口Ｃから流出し、第三冷媒配管５７を経て、細管である減圧手段５４を通過した後、断熱膨張して低温低圧となる。

減圧手段５４を通過した後の冷媒は、蒸発器である冷却器７（冷却器配管７ａ）(図４参照)に流入する。冷却器７（冷却器配管７ａ）に流入した低温の冷媒は、冷却器７で周囲空気と熱交換して、圧縮機５１に戻る。
このように、第１モード(第１結露防止モード)では、結露防止配管１７を通る冷媒温度は、冷蔵庫本体１Ｈが設置された外気温度よりも高くなるので、外気が高温高湿な場合であっても、冷蔵庫本体１Ｈの開口周縁部１Ｈ２の結露を抑制することができる。

（図６の第２モード）バイパスモード
図６に示すように、第２モード(バイパスモード)においては、冷媒切替弁６０は、流入口Ａと連通口Ｃとが連通（冷媒流れＬ３）し、連通口Ｂおよび連通口Ｄは、他と連通しない。
圧縮機５１により圧縮された高温高圧の冷媒は、凝縮器５２に流入し、凝縮器５２で空気（庫外空気）と熱交換することにより冷却される。凝縮器５２から流出した冷媒は、第一冷媒配管５５を通って、冷媒切替弁６０の流入口Ａに流入し、冷媒流れＬ３に示すように、連通口Ｃから流出して、第三冷媒配管５７を通って、細管である減圧手段５４を通過した後、断熱膨張して低温低圧となり、蒸発器である冷却器７（冷却器配管７ａ）に流入する。冷却器７（冷却器配管７ａ）(図２参照)に流入した低温の冷媒は、冷却器７で周囲空気と熱交換して、圧縮機５１に戻る。

第１モード(第１結露防止モード)（図５参照）で運転すると、結露防止配管１７に外気よりも高温の冷媒が流れるため、その熱が貯蔵室(製氷室３、上段冷凍室４、下段冷凍室５)(図３参照)等を温めてしまうおそれがある。そこで、外気が低湿など結露のおそれが低い場合、第２モード(バイパスモード)で運転することにより、結露防止配管１７に冷媒を流さないようにすることができる。

これにより、冷蔵庫本体１Ｈの開口周縁部１Ｈ２の結露防止の効果はないものの、結露のおそれが低い場合には、結露防止配管１７から冷蔵庫本体１Ｈ内部への熱漏洩を防止でき、冷蔵庫１の省エネルギ性能を高くすることができる。
冷媒切替弁６０の第１モード(第１結露防止モード)と第２モード(バイパスモード)は、図２に示す外気温度センサ４２や外気湿度センサ４３の検知結果に基づいて結露のおそれがあるか否かを判定する。

例えば、外気湿度センサ４３で検出した外気の湿度から露点が求められ、外気温度センサ４２で検出した外気温度から、結露しそうな環境か否かが求められる。或いは、外気温度センサ４２で検出した外気温度から飽和湿度が求められ、外気湿度センサ４３で検出した外気の湿度から、結露しそうな環境か否かが求められる。
そして、結露のおそれがある場合は第１モード(結露防止モード)とし、結露のおそれがない場合には第２モード(バイパスモード)とするようモードを切り替えると、結露しそうな必要な時だけ結露を防止できる。また、それ以外の時、つまり結露しそうでない時は熱漏洩を抑制できるので、消費電力を低減するのに効果的である。

（図７の第３モード）停止モード
図７に示すように、第３モード(停止モード)において、圧縮機５１は停止している状態となっており、冷媒切替弁６０は連通口Ｃを閉塞している。
第３モードにおいては、連通口Ｃを閉塞することで、冷媒が循環する回路を遮断するようになっている。すなわち、冷媒切替弁６０の連通口Ｃが遮断されていることにより、第一冷媒配管５５や凝縮器５２、第二冷媒配管５６や冷媒結露防止配管１７内の比較的高温な冷媒が、第三冷媒配管５７や冷却器７に流れ込むことが遮断される。これにより、冷却器７の温度上昇を抑制できる。

ここで、冷蔵庫１は、冷凍サイクルによって貯蔵室(２、３、４、５、６)を冷却する運転の場合、貯蔵室が所定温度以下となるまで圧縮機５１を動作させて、貯蔵室が既設定の所定温度以下まで低下すると圧縮機５１を停止させるようになっている。そして、貯蔵室が既設定の所定温度より上昇すると圧縮機５１を再起動して貯蔵室を冷却する。
圧縮機５１の停止時に冷媒切替弁６０を第３モード(停止モード)とすることにより、冷却器７内の冷媒を低温で維持することができる。そのため、圧縮機５１の再起動時には、冷却器７内の冷媒が低温であることから、熱交換効率が高い状態にあり、冷蔵庫１の省エネルギ性能を向上できる。

（図８の第４モード）冷媒回収モード
図８に示すように、第４モード(冷媒回収モード)において、冷媒切替弁６０は、流入口Ａは閉塞されて他と連通しないようになっており、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄはすべて連通している（冷媒流れＬ４）。
流入口Ａはいずれの連通口Ｂ、Ｃ、Ｄとも連通しないので、圧縮機５１を運転しても冷媒は流れることはなく、圧縮機５１の高圧側吐出口５１ｏよりも下流側の凝縮器５２、第一冷媒配管５５は圧縮機５１の高圧側吐出口５１ｏと連通して高圧の状態となる。

一方、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄは互いに連通しているので第二冷媒配管５６と第三冷媒配管５７は連通する。そして、連通口Ｄは閉塞されているので、圧縮機５１を運転しても冷媒は流れず、連通口Ｄより下流側となる第二冷媒配管５６と結露防止配管１７と、連通口Ｃの下流側から圧縮機５１の吸入側に接続された第三冷媒配管５７、細管である減圧手段５４、および冷却器７は、圧縮機５１の運転により、圧縮機５１の低圧側吸入口５１ｉと等しく低圧の状態となる。

すなわち、第４モード(冷媒回収モード)で圧縮機５１を運転すると、第二冷媒配管５６と結露防止配管１７内の冷媒を圧縮機５１の低圧側吸入口５１ｉの低圧によって冷却器７内に吸引することができる。そして、圧縮機５１の再起動時には、第二冷媒配管５６と結露防止配管１７内の冷媒量は少ない状態となる一方、冷却器７内に十分に冷媒があって熱交換効率が高い状態であり、冷蔵庫１の省エネルギ性能を高くすることができる。
この際、図８の破線で示すように、冷媒回収モードが、連通口Ｂと連通口Ｄとの２つの口から行われるので、極めて効率的かつ円滑に冷媒回収を遂行することが可能である。

（第５モード）第２結露防止モード
図９に示すように、第５モード(第２結露防止モード)において、冷媒流れＬ５のように、冷媒切替弁６０は、流入口Ａと連通口Ｄとが連通し、連通口Ｂと連通口Ｃとが連通する。
圧縮機５１により圧縮された高温高圧の冷媒は、凝縮器５２に流入し、凝縮器５２で空気（庫外空気）と熱交換して冷却される。凝縮器５２から流出した冷媒は、第一冷媒配管５５を経て、冷媒切替弁６０の流入口Ａに流入し、冷媒流れＬ５に示すように、連通口Ｄから流出して、第二冷媒配管５６の一部を経て、矢印β方向に結露防止配管１７に流入する。

ここで、結露防止配管１７に流入した冷媒の温度（すなわち、凝縮器５２から流出した冷媒の温度）は、庫外空気よりも高温であるため、結露防止配管１７に流入した冷媒は、冷蔵庫本体１の開口周縁部１Ｈ２を加熱する。
そして、開口周縁部１Ｈ２を加熱(開口周縁部１Ｈ２に放熱)することで、結露防止配管１７の流入時よりも低温となった冷媒は、結露防止配管１７から流出して、第二冷媒配管５６の残部を通って、冷媒切替弁６０の連通口Ｂに流入し、冷媒流れＬ５に示すように、連通口Ｃから流出する。そして、冷媒は、第三冷媒配管５７を通って、細管である減圧手段５４を通過した後、断熱膨張して低温低圧となる。

減圧手段５４を通過した後の冷媒は、蒸発器である冷却器７の冷却器配管７ａ(図２参照）に流入する。冷却器７の冷却器配管７ａに流入した低温の冷媒は、冷却器７で周囲空気と熱交換して、圧縮機５１に戻る。
このように、第５モード(第２結露防止モード)では、第１モード(第１結露防止モード)と同通路(同経路)を冷媒が流れるが、第二冷媒配管５６と結露防止配管１７内のみで、冷媒の流れる方向(矢印β方向)が第１モード(第１結露防止モード)の冷媒の流れる方向(図５の矢印α方向)とは逆向きになる。

結露防止配管１７を通る冷媒は上流から下流にかけて徐々に熱交換されるため結露防止配管１７内で、温度が低下する温度勾配が生じる。そのため、結露防止配管１７において下流側が部分的に結露防止効果が低下する。
そこで、第１モード(第１結露防止モード)と第５モード(第２結露防止モード)とを適切に切替えることによって結露防止配管１７の下流側の冷媒の温度を上昇させ、結露防止配管１７内の温度勾配を減少させることができる。

結露防止配管１７の温度勾配が抑制されることで、冷蔵庫本体１Ｈ内の低温部と結露防止配管１７との熱交換も少量になるため、冷蔵庫１の省エネルギ性能を高めることができる。
また、実施形態の冷蔵庫１では、結露しそうな箇所を検出して、第１モード(第１結露防止モード)と第５モード(第２結露防止モード)とを適切に切替え、結露防止効果を高めることとしている。
なお、第１モード(第１結露防止モード)と第５モード(第２結露防止モード)の切り替えに関しては、後に詳述する。
以上が冷蔵庫１の冷媒回路と第１〜第５モードの運転モードである。

≪冷媒切替弁６０≫
次に、実施形態に係る冷媒切替弁６０の構成と動作について、図１０から図１４を用いて説明する。
図１０は、実施形態に係る冷媒切替弁６０の外観を示す斜視図である。
図１１は、図１０のＦ−Ｆ断面図である。図１２は、図１０のＧ方向矢視図である。
図１３は、冷媒切替弁６０の内部構成を示す斜視図であり、冷媒切替弁６０からステータケース６１と弁ケース６６とを仮想的に取り外して透視した斜視図である。
図１４は、ロータピニオンギヤ７５とアイドラギヤ７９と弁体８０の構成を示す斜視図であり、ロータ７０から弁体８０に至るまでのギヤを用いた駆動力の伝達手段の構成を示す。

図１０、図１１に示すように、冷媒切替弁６０の外装を成す略円筒形状のステータケース６１の内部には、コイルを巻回したモータの固定子である略円筒形状のステータ６２が形成されている。また、ステータケース６１の一部は、外方に凸形状に突出するコネクタケース６３が形成されており、コネクタケース６３内には、ステータ６２のコイルからの配線を、外部の駆動回路に接続するコネクタピン６４を有するコネクタ６５が設けられている。

図１１に示すように、冷媒切替弁６０の弁体８０は、有底円筒形状の弁ケース６６と円盤状の弁座プレート６７とで密封された空間に内包されている。
弁体８０を覆う弁ケース６６は、例えばステンレス材などの非磁性体金属で深絞り加工などで一体に形成されており、上端が閉じて下端が開口した有底円筒形状に形成されている。

弁ケース６６の上側は、ステータ６２の内周部に嵌合する一方、弁ケース６６の下側は、その直径が上側よりも拡大された開口端６６ｋとされている。この開口端６６ｋには、円盤上の弁座プレート６７が嵌合して、全周を溶接あるいはロウ付けによって密封して接合されている。

図１１および図１２に示すように、弁座プレート６７は、弁座プレート６７の外周の外郭を構成する円環形状の第一の弁座プレート６７ａと、第一の弁座プレート６７ａよりも直径が小さくかつ厚さが厚く、第一の弁座プレート６７ａの中心位置を内包する円盤形状の第二の弁座プレート６７ｂと、を互いにロウ付けによって接合部を密封するように接合して形成されている。
図１１に示すように、第一の弁座プレート６７ａには、１つの流入管６８が、ロウ付けによって接合部を密封するように結合されて弁ケース６６内部と連通している。

また、第二の弁座プレート６７ｂには、３つの連通管６９である連通管６９ｂ、連通管６９ｃ、および連通管６９ｄが、ロウ付けによって接合部を密封するように結合されて弁ケース６６内部と連通している。
これにより、図１１および図１２に示すように、流入管６８と連通管６９ｂ、連通管６９ｃ、連通管６９ｄの一端は、それぞれ弁座プレート６７の一面に弁ケース６６内側に向けて開口した流入口Ａ、連通口Ｂ、連通口Ｃ、連通口Ｄに接続されている。

図１１に示すように、ロータ７０は、マグネットを有するモータの回転子である。コネクタピン６４を駆動回路（図示せず）に接続してステータ６２のコイルに通電すると、ステータ６２に磁界が生じ、弁ケース６６を介して磁界がロータ７０のマグネットに加わり、ロータ７０が弁体軸７１の回りに回転する。このようなモータの構成の一例は、一般的なステッピングモータであり、詳細な説明は省略するが、一定の角度毎に回転するようになっている。

弁体軸７１は、ロータ７０の回転中心軸であるとともに、後記する弁体８０の回動中心軸である。
第一の弁座プレート６７ａと第二の弁座プレート６７ｂとは、同軸に配置されている。第一の弁座プレート６７ａと第二の弁座プレート６７ｂとの中心位置には、弁体軸７１の嵌合孔であるロータ軸穴７２が第二の弁座プレート６７ｂを貫通しないよう形成されている。

また、弁ケース６６上部の円筒有底部の略中央には、凹部であるロータ軸受７３が形成されている。弁体軸７１は、一端部がロータ軸穴７２に嵌合して支持されるとともに、他端部がロータ軸受７３と嵌合して支持される。
弁体軸７１は、一端部のロータ軸穴７２と他端部のロータ軸受７３に、緩み嵌めで組み立てられている。つまり、弁体軸７１は、一端部のロータ軸穴７２と他端部のロータ軸受７３より若干小さな径を有しており、一端部のロータ軸穴７２と他端部のロータ軸受７３に対して抜き差し自在となっている。
これにより、冷媒切替弁６０は、弁体軸７１が取り外し自在なため、良好な組み立て性と取り扱い性を有している。

（冷媒切替弁６０の流入口Ａ、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの位置）
図１２に示すように、冷媒切替弁６０の下面板の第二の弁座プレート６７ｂに開口される連通口Ｂ、連通口Ｃ、および連通口Ｄは、弁体軸７１（ロータ軸穴７２）を中心した同一円上に配置されている。連通口Ｂ、連通口Ｃ、および連通口Ｄの好適な配置角度については後述する。

本実施形態では連通口Ｃは、弁体軸７１（ロータ軸穴７２）に対して流入口Ａに近接した位置に設けられている。連通口Ｄは弁体軸７１（ロータ軸穴７２）を挟んで連通口Ｃとは反対側のアイドラ軸７８の近傍に設けられている。連通口Ｂは、弁体軸７１（ロータ軸穴７２）に対して側方の、連通口Ｃと連通口Ｄに対して互いに９０゜の関係にある位置に設けられる。

なお、連通口Ｂ、連通口Ｃ、および連通口Ｄの位置は、弁体軸７１まわりの互いの配置関係を満たすものであれば、流入口Ａないしアイドラ軸７８に対しては本実施形態の位置関係に限られるものではない。

図１１および図１２に示すように、第一の弁座プレート６７ａにおいて、弁体軸７１（ロータ軸穴７２）に対して流入管６８（流入口Ａ）の反対側には、後記するアイドラギヤ７９の回転中心であるアイドラ軸７８の嵌合孔が形成されている。該嵌合孔には、アイドラ軸７８の一端部がロウ付けによって第一の弁座プレート６７ａに接合部を密封して結合されている。

なお、図１１に示すように、アイドラ軸７８の他端部は固定されておらず、アイドラ軸７８は、所謂、片持ち支持の構造となっている。
ロータ７０は、ロータ駆動部７４に支持され、弁体軸７１を回転中心軸として、ロータ７０とロータ駆動部７４とが一体として回転するようになっている。また、ロータ駆動部７４の下側の一部にロータピニオンギヤ７５が形成されている。すなわち、ロータ７０が回転すると、ロータ駆動部７４およびロータピニオンギヤ７５が一体に回転するようになっている。

（弁体８０の弁体摺接面８１）
弁体８０は、一面を弁体摺接面８１（図１４参照）として弁座プレート６７と接しながら、弁体軸７１を中心として回動するようになっている。弁体８０が回動することで、弁座プレート６７に設けられた連通口Ｂ、Ｃ、Ｄ(図１２参照)を開閉する構成である。

また、弁体８０の弁座プレート６７と接する面である弁体摺接面８１（図１４参照）には、部分的に凹部である連通凹部８２が設けられている。なお、連通凹部８２の位置や連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの開閉動作との関係は後記する。また、弁体８０における弁座プレート６７から離れた側(の反対側)には、弁体ギヤ８３が設けられている。

（ロータピニオンギヤ７５と弁体８０の関係）
図１４に示すように、ロータ駆動部７４と一体に形成されたロータピニオンギヤ７５は、ロータピニオンギヤ７５の下端部の回転軸周囲に設けられた凸部であるロータ駆動部先端７６が弁体８０の上面に載置されている（図１１参照）。そして、ロータピニオンギヤ７５と弁体８０とは、共通の中心軸である弁体軸７１のまわりにそれぞれロータ駆動軸穴７７と弁体軸穴８５を介して回転自在に配置されている。

（弁体８０の押圧）
図１１および図１３に示すように、弁ケース６６の上面内側に向けて一部を放射状に腕を伸長した付勢手段である板バネ８６が、ロータ７０を支持し一体として回転するロータ駆動部７４の上面に配置されている。

図１３に示す如く、板バネ８６の腕が弁ケース６６の上面内側から受ける弁体軸７１方向の反力を、ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５を介して弁体８０に加え、弁体８０を弁座プレート６７に対して押圧する。さらに、弁体８０にはロータ７０の自重も併せて加わる。

ここで、ロータ駆動部先端７６が弁体８０と接触する位置は、弁体軸７１の近傍であるため、弁体８０は回転軸(弁体軸７１)の近傍、つまり回転中心近傍で弁座プレート６７に対して軸方向に押圧されるので、均一でバランスよく押圧されるようになっている。

（アイドラギヤ７９）
図１１、図１３に示すように、アイドラ軸７８にはアイドラ大歯車７９ｂとアイドラピニオン７９ａとを有するアイドラギヤ７９が回転自在に軸支されている。アイドラ大歯車７９ｂはロータピニオンギヤ７５と噛み合い、アイドラピニオン７９ａは弁体ギヤ８３と噛み合って減速する。ロータ７０からの回転トルクは、ロータピニオンギヤ７５、アイドラ大歯車７９ｂ、アイドラピニオン７９ａ、弁体ギヤ８３の順に減速しながら伝達される。
なお、ロータ７０から伝達される弁体８０の回転トルクは、弁体ギヤ８３までに減速される分、大きくなる。

ここで、ロータピニオンギヤ７５の歯数をＺ１、アイドラ大歯車７９ｂの歯数をＺ２、アイドラピニオン７９ａの歯数をＺ３、弁体ギヤ８３の歯数をＺ４とすれば、全てのギヤのモジュールが同一であれば、Ｚ１＋Ｚ２＝Ｚ３＋Ｚ４なる関係を満たせばロータピニオンギヤ７５とアイドラ大歯車７９ｂとの間の軸間距離と、アイドラピニオン７９ａと弁体ギヤ８３との間の軸間距離とは等しくなるので、ロータピニオンギヤ７５と弁体ギヤ８３とを同軸に配置することができる。例えば、Ｚ１＝１２、Ｚ２＝３４、Ｚ３＝１３、Ｚ４＝３３、とすれば、Ｚ１＋Ｚ２＝Ｚ３＋Ｚ４＝４６となるのでこの関係を満たすことができる。

ちなみに、このときのロータ７０から弁体８０にいたるまでの減速比は、（Ｚ１×Ｚ３）／（Ｚ２×Ｚ４）となり、前記した例では（１２×１３）／（３４×３３）＝約１／７．２となる。即ち、弁体８０はロータ７０により生じるトルクの７．２倍のトルクで回転する。そのため、弁体８０の回転トルクに余裕があり、弁体８０の切替動作を確実にすることができる。

＜流入管６８と、第二の弁座プレート６７ｂないし弁体８０と、アイドラ軸７８ないしアイドラギヤ７９との好適な配置＞
次に、図１１〜図１３を用いて、流入管６８と、第二の弁座プレート６７ｂないし弁体８０と、アイドラ軸７８ないしアイドラギヤ７９、との好適な配置関係について説明する。
図１１〜図１３に示すように、流入管６８は弁ケース６６内部に連通しており、弁ケース６６内部には流入口Ａから冷媒が高速に噴出する。冷媒は、流入管６８を通って、弁ケース６６内に流入した際には、流路面積が拡大されて流速は低下し、弁体８０の切替状態に応じて開放された流出口Ｂ、Ｃ、Ｄの何れかから流出管６９へと流出される。

ここで、流入管６８が接続される流入口Ａから噴出する冷媒により生じる流体力がアイドラギヤ７９に作用すると、アイドラギヤ７９が浮上したり、あるいは振動してアイドラギヤ７９が接触する弁体８０に力が作用し、弁体８０の第二の弁座プレート６７ｂに対する押圧力が変化して、第二の弁座プレート６７ｂに対する封止性が低下する可能性がある。

本実施形態(本発明)では、弁ケース６６の中心軸と同軸に配置された弁体８０に対して、一方側に流入口Ａ(流入管６８)を設け、弁体８０を挟んで他方側にアイドラ軸７８とアイドラギヤ７９を設ける構成とした。

この配置により、流入口Ａの近傍にアイドラギヤ７９が配置されないので、アイドラギヤ７９は弁ケース６６内に流入する冷媒による流体力を受けることがなく、アイドラギヤ７９が浮上したり振動することがない。そのため、弁体８０の第二の弁座プレート６７ｂに対する押圧力が変化しないので、第二の弁座プレート６７ｂに対する安定した封止性が得られ、信頼性の高い冷媒切替弁が得られる。

（弁体８０のストッパ８４）
また、図１４に示すように、弁体８０の一部は弁体ギヤ８３の外周よりも凸形状のストッパ８４が形成されている。この構成により、弁体８０が時計まわりまたは反時計まわりに最大角度回転した際には、凸形状のストッパ８４が、アイドラギヤ７９のアイドラピニオン７９ａよりも下側に突出した円筒状のアイドラストッパ７９ｃに当接して弁体ギヤ８３の回転角度を所定の角度範囲に制限する。
なお、弁体ギヤ８３の回転角度は、必要な回動角度の範囲を確保するため、後記する弁体８０の切替動作に必要な回動角度の範囲に加えて、所定の角度例えば８°程度の角度を余分に回動してから当接して回動を停止するよう構成されている。

（片持ちのアイドラギヤ７９の脱落防止）
図１３に示すように、アイドラギヤ７９には、アイドラ大歯車７９ｂの上面に円周状に突起部７９ｓが形成されている。また、図１４に示すように、ロータ駆動部７４には、円周状に突起部７４ｓが形成されている。アイドラギヤ７９のアイドラ軸７８は、片持ち支持の構造であるが、アイドラギヤ７９の軸方向の位置が上方向にずれた場合、突起部７９ｓが突起部７４ｓに当接してそれ以上移動することができないようになっている。これにより、アイドラギヤ７９が片持ちのアイドラ軸７８から脱落することが防止される。

＜冷媒切替弁６０の動作＞
次に、弁体８０による連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの開閉動作について図１５〜図１８を用いて説明する。なお、図１６〜図１８において、説明のために弁座プレート６７と接する弁体摺接面８１にはハッチングを付加して図示している。
弁座プレート６７の連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの配置として、仮想的な正多角形(Ｎを４以上の整数とする正Ｎ角形)の頂点に連通口を配置するのが、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを弁体８０により開閉する点、弁体８０の回動制御の容易性等から、より好適である。そこで、正多角形における辺と頂点の関係を図１５により説明する。

図１５は、半径Ｒの円に内接する１辺の長さがｐである正多角形の中心と辺と頂点に係る幾何的な関係を示す正Ｎ角形９０の一部分を破線で示す図である。
正Ｎ角形９０の１辺と半径Ｒの円の中心Ｏとを結んだ３角形は、２辺の長さがＲ、１辺の長さがｐの二等辺三角形であり、長さＲである２辺のなす角は（２π／Ｎ）ラジアンとなる。ここで長さｐの１辺の中点をｕとすると、三角形Ｏｕｖにおいて、ｕｖ＝（ｐ／２）、Ｏｖ＝Ｒ、∠ｕＯｖ＝（π／Ｎ）ラジアンなので、
ｕｖ＝（ｐ／２）＝Ｒ・ｓｉｎ（π／Ｎ）・・・・（式１）
の関係があり、変形すると
Ｒ＝ｐ／［２・ｓｉｎ（π／Ｎ）］・・・・（式２）
となる。

図１６は、図１０の矢印Ｇ方向から見た弁体８０の弁体摺接面８１と、実施形態における連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの位置関係を示す図であり、Ｎ＝４の場合である。なお、図１６〜図１８において、理解を容易にするために弁座プレート６７と接する弁体摺接面８１にはハッチングを付加して示している。

連通管６９の外径をｄ、隣接する連通管６９同士の隙間をｇａｐとすれば、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの配設する間隔であるピッチｐは、ｐ＝ｄ＋ｇａｐとなる。
したがって、式２は
Ｒ＝（ｄ＋ｇａｐ）／［２・ｓｉｎ（π／Ｎ）］・・・・（式３）
と表される。

連通管の外径ｄと、隣接する連通管６９同士に必要な間隔ｇａｐと、連通管６９を配置する正Ｎ角形のＮとから、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを配置できる半径Ｒは定められる。
具体例としてｇａｐを加工する上での最小寸法とすれば、その時に求められる半径Ｒが最小配置半径となり、Ｎが小さいほど半径Ｒは小さくなるので、弁体８０が小型化できて好適である。

一例として、ｄ＝２．８ｍｍ、ｇａｐ＝０．５ｍｍ、とすれば、
Ｎ＝４の場合には、最小配置半径Ｒ＝（２．８＋０．５）／［２・ｓｉｎ（π／４）］＝２．３ｍｍ、
Ｎ＝５の場合には、最小配置半径Ｒ＝（２．８＋０．５）／［２・ｓｉｎ（π／５）］＝２．８ｍｍ、
Ｎ＝６の場合には、最小配置半径Ｒ＝（２．８＋０．５）／［２・ｓｉｎ（π／６）］＝３．３ｍｍ
となる。
ここで、実施形態においては１辺の長さをｐとする正４角形９１の頂点に、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを配置する。

（弁体８０の回動ピッチ）
図１６の場合、隣接する連通口Ｂ、Ｃ、Ｄ同士において、それぞれの連通口Ｂ、Ｃ、Ｄと弁体軸７１を結んだ中心線のなす角度θｐはθｐ＝（２π／Ｎ）ラジアン＝３６０゜／４＝９０゜となるので、この角度θｐを１ピッチと称する。
ここで、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとはそれぞれ対応する頂点に互いに隣接して配置され、その間は図示時計方向に１ピッチ（＝θｐ）の間隔であって、連通口Ｂと連通口Ｄとの間にある正４角形９１の頂点ａｐ１には連通口は配置されない。すなわち、連通口Ｃから連通口Ｄまでの配置される範囲は２ピッチ（＝２θｐ）となる。

弁体８０の弁体摺接面８１もまた、２ピッチ（＝２θｐ）の範囲を覆うものとすれば、弁体８０は連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを同時に覆うことができる。本実施形態においてはさらに、弁体８０の弁体摺接面８１に連通凹部８２を２ピッチ（＝θｐ）の範囲を連通するように設け、連通口Ｂ、連通口Ｃ、連通口Ｄとの間を連通する位置に設ける。すなわち、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄは連通凹部８２と連通しつつ、その他を遮断するようにその周りは弁体摺接面８１で覆われた状態である。

弁体８０は、弁体軸７１を軸に反時計方向に回動のこととする。
本実施形態では反時計方向に３ピッチ（＝３θｐ）回動するものとし、それぞれの方向に１ピッチないし１/２ピッチ（＝θｐ）回動する毎に連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの開閉状態が変化する。
上述の連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの開閉状態を、図１７により説明する。

図１７は、連通口の配置と弁体の回動を示した図であって、図１６と同様に図示している。
図１７は、弁体８０の弁体摺接面８１が弁体軸７１のまわりに反時計方向に
（１）は図１６に示す弁体８０の位置から１８０°に配置した角度＝０（θｐ）の第１状態、
（２）は１/２ピッチ（＝１/２θｐ）回動した第２状態、
（３）は１ピッチ（＝θｐ）回動した第３状態、
（４）は２ピッチ（＝２θｐ）回動した第４状態、
（５）は３ピッチ（＝３θｐ）回動した第５状態
を図示している。

弁体８０は、（１）の第１状態から（５）の第５状態まで回動するとともに、可逆的に（５）の第５状態から（１）の第１状態に回動できる構成である。
図１８は、冷媒切替弁６０が図１７（１）の第１状態から（５）の第５状態に対応して弁体８０が１ピッチ（＝θｐ）または１/２ピッチ（＝１/２θｐ）ずつ順次回動した際の冷媒回路を示す模式図である。
図１８において、連通口Ｂおよび連通口Ｄは第二冷媒配管５６の両端に接続されており、結露防止配管１７は連通口Ｂと連通口Ｄの間に設けられる。連通口Ｃは第三冷媒配管５７に接続されている。

ここで、図１２に示すように、流入口Ａには、第一冷媒配管５５に接続される流入管６８が固定されている。
連通口Ｂには、第二冷媒配管５６の一端に接続される連通管６９ｂが固定されている。
連通口Ｃには、第三冷媒配管５７に接続される連通管６９ｃが固定されている。
連通口Ｄには、第二冷媒配管５６の他端に接続される連通管６９ｄが固定されている。

＜第１結露防止モード＞
図１７（１）、図１８（１）の第１状態は、図５に示す第１モードであり、結露防止配管１７に冷媒が矢印α方向に流れる第１の通常モードの第１結露防止モードである。
第１状態(第１結露防止モード)では、連通口Ｂが開口し、連通口Ｃおよび連通口Ｄは連通凹部８２に開口して互いに連通している。
圧縮機５１で圧縮され凝縮器５２を経て冷媒切替弁６０の流入口Ａから流入した冷媒は弁ケース６６内の空間を介して連通口Ｂから第二冷媒配管５６に流出する。そして、冷媒は結露防止配管１７を矢印α方向(図５参照)に流れて経由して連通口Ｄから連通凹部８２(図１７（１）参照)に流入し、連通口Ｃから流出して第三冷媒配管５７を経て細管である減圧手段５４を通過した後、断熱膨張して低温低圧となり、冷却器７に流入する。冷却器７（冷却器配管７ａ）に流入した低温の冷媒は、周囲空気と熱交換して、圧縮機５１に戻る。

＜停止モード＞
図１７（２）、図１８（２）の第２状態は、図７に示す第３モードであり、圧縮機５１が停止する停止モードである。
第２状態では、流入口Ａと連通口Ｂと連通口Ｄが弁ケース６６の内部空間を介して連通しており、連通口Ｃは閉塞されている。この場合、圧縮機５１は停止しており、冷媒は流れない。

＜第２結露防止モード＞
図１７（３）、図１８（３）の第３状態は、図９に示す第５モードであり、結露防止配管１７に冷媒が矢印β方向に流れる第２の通常モードである第２結露防止モードである。
第３状態(第２結露防止モード)では、連通口Ｄが開口し、連通口Ｂおよび連通口Ｃは連通凹部８２に開口して互いに連通している。

圧縮機５１で圧縮され凝縮器５２を経て冷媒切替弁６０の流入口Ａから流入した冷媒は弁ケース６６内の空間を介して連通口Ｄから第二冷媒配管５６に流出する。そして、冷媒は、結露防止配管１７を矢印β方向(図９参照)に流れて経由して連通口Ｂから連通凹部８２に流入し、連通口Ｃから流出して第三冷媒配管５７を経て細管である減圧手段５４を通過した後、断熱膨張して低温低圧となり、冷却器７に流入する。
冷却器７（冷却器配管７ａ）に流入した低温の冷媒は、周囲空気と熱交換して、圧縮機５１に戻る。

＜冷媒回収モード＞
図１７(４)、図１８(４)の第４状態は、図８に示す第４モードであり、冷媒回収モードである。
第４状態(冷媒回収モード)では、連通口Ｂ、連通口Ｃおよび連通口Ｄは全て弁体８０によって覆われているため、冷媒は弁ケース６６内から連通口Ｂ、連通口Ｃおよび連通口Ｄのいずれにも流れない。すなわち流入口Ａが閉塞された状態である。

一方、第二冷媒配管５６と第三冷媒配管５７とは、連通管６９ｂが固定される連通口Ｂと連通管６９ｃが固定される連通口Ｃが連通凹部８２によって互いに連通している。
この状態で圧縮機５１を運転すれば、連通口Ｄより下流側となる第二冷媒配管５６と結露防止配管１７と、連通口Ｃの下流側から圧縮機５１の吸入側吸入口５１ｉに接続された第三冷媒配管５７、細管である減圧手段５４、冷却器７は、圧縮機５１の低圧側吸入口吸入口５１ｉと等しく低圧の状態となる。

＜バイパスモード＞
図１７（５）、図１８(５)の第５状態は、図６に示す第２モードであり、結露防止配管１７に冷媒が流れないバイパスモードである。
第５状態では、結露防止配管１７を有する第二冷媒配管５６が接続される連通口Ｂおよび連通口Ｄは閉塞されている。そのため、結露防止配管１７に冷媒は流れない。
第二冷媒配管５６の両端(連通口Ｂ、Ｄ)は閉塞されているから、圧縮機５１で圧縮され凝縮器５２を経て冷媒切替弁６０の流入口Ａから流入した冷媒は弁ケース６６内の空間を介して連通口Ｃへと流れる。そして、冷媒は連通口Ｃから第三冷媒配管５７を経て細管である減圧手段５４を通過した後、断熱膨張して低温低圧となり、冷却器７に流入する。冷却器７（冷却器配管７ａ）に流入した低温の冷媒は、周囲空気と熱交換して、圧縮機５１に戻る。

ここで、図１８(４)の第４状態の冷媒回収モードに隣接して図１８(５)の第５状態のバイパスモードが配置される。そのため、第４状態の冷媒回収モードから第５状態のバイパスモードに切り替えた場合、冷媒回収モードで冷却器７（冷却器配管７ａ）に冷媒が貯留されており圧縮機５１を効果的に運転でき、極めて円滑に図１８(５)のバイパスモードに移行することができる。

＜作用・効果＞
１．冷媒切替弁６０の弁体を第１状態から第５状態のうちの何れかに切り替えできる。
図１６〜図１８により説明したように、第１実施形態に係る冷媒切替弁６０は、弁体８０を切り替えることにより、図１７（１）、図１８（１）に示す流入管６８（流入口Ａ）と連通管６９ｂ（連通口Ｂ）とが連通するとともに、連通管６９ｃ（連通口Ｃ）と連通管６９ｄ（連通口Ｄ）が互いに連通する第１状態（第１結露防止モード）と、図１７（２）、図１８（２）に示す流入管６８（流入口Ａ）と連通管６９ｂ（連通口Ｂ）と連通管６９ｄ（連通口Ｄ）が連通するとともに、連通管６９ｃ（連通口Ｃ）が閉塞される第２状態（停止モード）と、図１７（３）、図１８（３）に示す流入管６８（流入口Ａ）と連通管６９ｄ（連通口Ｄ）とが連通するとともに、連通管６９ｂ（連通口Ｂ）と連通管６９ｃ（連通口Ｃ）が互いに連通する第３状態（第２結露防止モード）と、図１７（４）、図１８（４）に示す流入管６８（流入口Ａ）は連通管６９ｂ（連通口Ｂ）と連通管６９ｃ（連通口Ｃ）と連通管６９ｄ（連通口Ｄ）のいずれとも連通することなく、かつ連通管６９ｂ（連通口Ｂ）と連通管６９ｃ（連通口Ｃ）と連通管６９ｄ（連通口Ｄ）とが連通する第４状態（冷媒回収モード）と、図１７（５）、図１８（５）に示す流入管６８（流入口Ａ）と連通管６９ｃ（連通口Ｃ）が連通するとともに、連通管６９ｂ（連通口Ｂ）と連通管６９ｄ（連通口Ｄ）が閉塞する第５状態（バイパスモード）とを切り替えることができる。

これにより、冷媒の切り替え性能が向上した冷媒切替弁６０を提供することができる。また、この冷媒切替弁６０を備える機器（冷蔵庫１）の実使用状態に即して、冷媒の切り替えが可能となる。

２．冷媒切替弁６０により機器(冷蔵庫１)のモードを切り替え可能である。
図５から図９および図１６から図１８により説明したように、実施形態に係る冷媒切替弁６０を備える機器（冷蔵庫１）は、結露防止配管１７に外気よりも高温の冷媒を供給して結露を防止する第１モード(第１結露防止モード)(図５、図１８（１）参照)と、結露防止配管１７からの熱漏洩を低減する第２モード（バイパスモード）(図６、図１８（５）参照)と、圧縮機５１を停止する際に冷却器７内の冷媒の温度を低温で維持する第３モード(停止モード)（図７、図１８（２）参照）と、結露防止配管１７内の冷媒量を低減する第４モード(冷媒回収モード)（図８、図１８（４）参照）と、結露防止配管１７内で冷媒が流れる方向を第１モード(第１結露防止モード)と逆方向にして結露を防止する第５モード(第２結露防止モード)（図９、図１８（３）参照）との５つの冷媒経路（冷媒回路）のモードを、唯一の冷媒切替弁６０の動作で切り替えることができる。

これにより、機器（冷蔵庫１）の冷媒経路（冷媒回路）に設けられる弁は、冷媒切替弁６０のみであり、その他の弁を追加することを必要とせず冷凍サイクルを構成できる。そのため、機器（冷蔵庫１）を、安価に構成することができる。また、冷媒切替弁６０の切替制御や配置が複雑化しないため、冷媒切替弁６０を備える機器（冷蔵庫１）の信頼性を向上できる。

３．第１・第２結露防止モードとバイパスモード(結露防止配管１７に冷媒が流れないモード)との切り替えが行える。
実施形態に係る冷媒切替弁６０を備える機器（冷蔵庫１）は、外気湿度センサ４３、外気温度センサ４２の測定結果に応じて、外気が高温高湿であって結露のおそれがある場合、冷媒経路（冷媒回路）を第１モードの第１結露防止モード（図５、図１８（１）参照）や第５モードの第２結露防止モード（図９、図１８（３）参照）に切り替える。
なお、第１結露防止モードと第２結露防止モードとの切り替えは、結露防止が効果的に発揮されるように切り替えられる。

一方、外気が低湿で結露のおそれがない場合、冷媒経路（冷媒回路）を第２モードの結露防止配管１７に冷媒が流れないバイパスモード（図６、図１８（５）参照）となるように切り替えることができる。なお、これらモードの切り替えは、前記したように、冷媒切替弁６０の動作で切り替えることができる。

これにより、結露のおそれがある場合、結露防止配管１７に高温の冷媒を流れる方向を結露状態に応じて、後記するように、第１モードの第１結露防止モードと第５モードの第２結露防止モードとを反転させながら通過させる。つまり、結露を効率的かつ短時間で防止できるように、第１モードの第１結露防止モードと第５モードの第２結露防止モードとを反転させる制御を行う。

この制御により、結露を効率的かつ短時間で抑制し、かつ貯蔵室(２、３、４、５、６)内部への熱漏洩を最小限に抑制にすることができる。また、結露のおそれがない場合、結露防止配管１７の冷媒の通過を停止させ、結露防止配管１７からの熱が貯蔵室内部に漏洩して消費エネルギが増加することを抑制することができる。

４．結露防止配管１７内の冷媒の流れを反転させる第１モードの第１結露防止モードと第５モードの第２結露防止モードとの切り替えが行える。
本実施形態(本発明)において、第１モードの第１結露防止モードに加えて、第５モードの第２結露防止モード（図９、図１８（３）参照）を追加することでの、実使用上での効果を、図３を用いて説明する。
図３に示すように、結露防止配管１７は結露防止配管１７ａと結露防止配管１７ｂからなる連通管である。結露防止配管１７ａと結露防止配管１７ｂとは、結露防止配管１７を、上流側と下流側とが分り易くなるように、便宜的に２つに分けて称したものである。

結露防止配管１７aは、冷蔵庫１の下側の冷蔵庫本体前面１６の下段冷凍室５、野菜室６それぞれの開口周縁部１Ｈ２の順に設け、結露防止配管１７bは、冷蔵庫１の上側の冷蔵室２、製氷室３、上段冷凍室４のそれぞれの開口周縁部１Ｈ２の順に設ける構成である。

そして、前記第１モード(第１結露防止モード)（図５、図１８（１）参照）での前記結露防止配管１７内で冷媒の流れる方向（図５のＬ１）を結露防止配管１７ａから結露防止配管１７ｂへと流れる方向とする。
また、前記第５モード（第２結露防止モード）（図９、図１８（３）参照）での前記結露防止配管１７内で冷媒の流れる方向（図９のＬ５）を結露防止配管１７ｂから結露防止配管１７ａへと流れる方向とする。

＜第１モード(第１結露防止モード)（図５、図１８（１）参照）の効果＞
外気が高温多湿で、かつ、図１の扉２ａ、２ｂ、３ａ、４ａなど比較的冷蔵庫本体１Ｈの上側の扉開閉回数が多くなる場合や、扉開時間が長い場合など、比較的結露は冷蔵庫本体前面１６の上側の結露防止配管１７b付近に付きにくく、冷蔵庫本体前面１６の下側の結露防止配管１７a付近に付きやすくなる傾向にある。

何故なら、冷蔵庫本体１Ｈの上側の扉開閉回数が多かったり、扉開時間が長いと、冷蔵庫本体１Ｈの上側(結露防止配管１７ｂがある側)の温度が上がり、露点が上昇する一方、冷蔵庫本体１Ｈの下側(結露防止配管１７ａがある側)の温度が低い状態のままであり、露点が低いからである。

この場合、第１モード(第１結露防止モード)へ切替えることで、結露し易い箇所にある結露防止配管１７aが上流側となり、比較的温度の高い冷媒が流れる。一方、結露しにくい箇所にある結露防止配管１７b付近が下流側となり、比較的温度の低い冷媒が流れる。
これにより、冷蔵庫本体前面１６の結露し易い箇所にある結露防止配管１７a付近の結露防止効果を高めるとともに、冷蔵庫本体前面１６の結露しにくい箇所にある結露防止配管１７b付近の加熱を最小限に抑制できる。そのため、消費エネルギ量の増加を抑制することができる。

なお、扉開閉回数は、不図示のドアスイッチで開閉を検出して、一定時間に開閉した回数をカウントし、例えば、初期値の回数Ｃ＝０、Ｃ＝Ｃ＋１の演算で求めることができる。また、扉開時間は、不図示のドアスイッチで扉開動作を検出して、水晶振動子などのタイマで扉開の時間を計測し、一定時間に扉を開いた時間を求めることができる。

＜第５モード（図９、図１８（３）参照）の効果＞
外気が高温多湿で、かつ図１の扉５ａ、６ａ、など比較的冷蔵庫本体１の下側の扉開閉回数が多くなる場合、比較的結露は、冷蔵庫本体前面１６の下側の結露防止配管１７ａ付近に付きにくく、冷蔵庫本体前面１６の上側の結露防止配管１７ｂ付近に付きやすくなる傾向にある。冷蔵庫本体１の下側の扉開閉により、比較的冷蔵庫本体１の下側(結露防止配管１７ａ付近)の温度が上がり、冷蔵庫本体１の上側(結露防止配管１７ｂ付近)の温度が下るからである。

そこで、この場合、第５モードへ切り替えることで、上側の結露防止配管１７ｂ付近が上流側となり、比較的温度の高い冷媒が流れ、下側の結露防止配管１７ａ付近が下流側となり、比較的温度の低い冷媒が流れる。
これにより、冷蔵庫本体前面１６の結露し易い上側の結露防止配管１７ｂ付近を特に加熱し、結露防止効果を高めることができる。また、冷蔵庫本体前面１６の結露しにくい下側の結露防止配管１７ａ付近の加熱を最小限に抑制することになるため、消費エネルギ量の増加を抑制することができる。

＜第１モードと第５モードを併用する効果＞
外気が高温多湿で、かつ冷蔵庫本体１の全ての扉開閉回数が少ない場合、冷蔵庫本体前面１６全体の開口周縁部１Ｈ２が結露しやすい状態となる。この場合、単一モードのみ（第１モード、第５モードのどちらかのみ）を使用すると、結露防止管１７内の上流（高温）から下流（低温）にかけて温度が低下する温度勾配が生じる。

そのため、冷蔵庫本体前面１６全体で結露防止効果が不均一になるおそれがある。つまり、結露防止管１７の上流側は温度が比較的高い冷媒が流れるので、結露防止効果が高い。一方、結露防止管１７の下流側は放熱するために温度が下がり、比較的温度低い冷媒が流れ、結露防止効果が低い。

そこで、単一モードのみで全体的な結露を十分に防止するためには、結露防止管１７を流れる冷媒の最低温度が規定温度以下に低下しないように、高温の冷媒を結露防止管１７へ多量に、つまり長い時間流す必要がある。

しかし、これにより冷蔵庫本体前面１６（高温部）と貯蔵室内部（低温部）での熱交換量が増加し、消費エネルギ量が増加するおそれがある。また、単一モードのみでは、結露防止効果を発揮するのに時間がかかるおそれがあり、結露が発生し結露水が冷蔵庫１の設置面、つまり床などに落下する可能性が潜在する。

一方、第１モード(第１結露防止モード)（図５、図１８（１）参照）と第５モード(第２結露防止モード)（図９、図１８（３）参照）とを交互に切り替えることは、結露防止管１７内の上流（高温冷媒）と下流（低温冷媒）とが交互に切り替わることになる。
これにより、冷蔵庫本体前面１６全体で温度が比較的均一になるので、結露防止効果を効率的かつ効果的に作用させることができる。

すなわち、単一モード、例えば第１モード(第１結露防止モード)よりも、比較的高温の冷媒を結露防止管１７へ多量に流す必要が無いため、冷蔵庫本体前面１６（高温部）と貯蔵室内部（低温部）での熱交換量の増加が抑制され、消費エネルギ量の増加を抑制することができる。
さらに、第１モード(第１結露防止モード)と第５モード(第２結露防止モード)とを併用することで、結露防止効果を短時間に発揮できる。そのため、結露を効果的に抑制でき、結露水が冷蔵庫１の設置面、つまり床などに落下する可能性を抑制できる。

本実施形態では、図１６から図１８に示すように、連通口Ｃと連通口Ｂと連通口Ｄの順に図示した時計方向に１ピッチ（＝θｐ）である場合を示したが、逆に図示の反時計方向に１ピッチ（＝θｐ）ごとに配置した場合であっても、弁体摺接面８１の形状と回転動作方向を図示とを左右対称の鏡像とすれば、図１７から図１８に示したと同様な連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの切り替えと冷媒回路の切替動作が可能である。

５．配管の簡素化が可能である。
従来、結露防止配管１７を経由する第１モード(第１結露防止モード)と結露防止配管１７を迂回する第２モード(バイパスモード)とを切り替えるために冷媒切替弁と冷媒逆流防止弁とを設けた構成の場合、四方弁である冷媒切替弁は１本の流入管６８と３本の連通管６９を備え、冷媒逆流防止弁は１本の流入管６８と１本の出口管６９を備える。そのため、冷媒回路に接続するためには少なくとも６か所をロウ付けによって接続する必要がある。

これに対して、実施形態に係る冷媒切替弁６０は、１本の流入管６８と、３本の連通管６９(６９ａ、６９ｂ、６９ｃ)の計４本の管を備えており、他に冷媒逆流防止弁を要さないので、冷媒切替弁６０を冷媒回路に接続するためには４か所をロウ付けすればよい。そのため、従来と比較し、ロウ付け個所が低減され、低コスト化が図れる。

さらに、従来の冷媒切替弁６０と冷媒逆流防止弁とを備えた構成の場合には、冷媒配管の一部を冷媒逆流防止弁の一端と他端に接続するため、冷媒逆流防止弁が無い場合と比較して冷媒配管の長さが長くなる。
これに対して、本実施形態においては、冷媒逆流防止弁は設けられていないため、冷媒配管の長さを長くする必要はなく、冷媒配管の材料を節約して資源保護にも効果がある。

なお、上記の説明においては、従来の冷媒切替弁６０と冷媒逆流防止弁とを備えた構成と実施形態(本発明)とを比較して説明したが、冷媒逆流防止弁を設けた構成との比較に限定されるものではなく、従来の電磁弁である冷媒切換弁を２式備えた構成と比較しても本実施形態はロウ付け個所を低減できるとともに、冷媒配管の長さを長くする必要はない。
そのため、冷媒配管の材料を節約して資源保護にも効果がある。

６．冷媒の圧力により密着性が向上する。
冷媒切替弁６０において、圧縮機５１からの高圧の冷媒が、第一冷媒配管５５（図５参照）、流入管６８（図１１参照）、流入口Ａ（図１２参照）を介して、弁ケース６６内の空間に流入するようになっている。このため、弁ケース６６内の弁体８０には、高圧の冷媒の圧力により弁体８０を弁座プレート６７に押圧する方向の力が加わる。これにより、弁体８０の弁体摺接面８１と弁座プレート６７との間の密着性能が向上して封止性能が高まり、冷媒の漏洩を低減することができる。

７．冷媒切替弁６０(の投影面積)の小型化が可能である。
図１１に示すように、冷媒切替弁６０において、ロータ７０およびロータ駆動部７４と一体で回転するロータピニオンギヤ７５を弁体８０の上に重ねて、ロータピニオンギヤ７５と弁体８０とを同軸に共通の回転軸である弁体軸７１のまわりに回転自在に配置している。また、弁体軸７１と別に設けたアイドラ軸７８のまわりにアイドラ大歯車７９ｂとアイドラピニオン７９ａとを一体で設けたアイドラギヤ７９を配置している。
これにより、冷媒切替弁６０(の投影面積)の小型化が可能である。

そして、ロータピニオンギヤ７５とアイドラ大歯車７９ｂとを噛み合わせて減速し、さらにアイドラピニオン７９ａと弁体ギヤ８３とを噛み合わせてさらに減速させるようになっている。これにより、ロータピニオンギヤ７５、アイドラギヤ７９、弁体ギヤ８３の３つのギヤを、弁体軸７１とアイドラ軸７８の２本の軸のまわりに配置することができるので、２枚のギヤの投影面積に３枚のギヤを配置でき、冷媒切替弁６０を小型化することができる。

８．弁体８０の回転トルクを増加できる。
ロータピニオンギヤ７５から弁体ギヤ８３までは２段階の減速を行うので、減速比が大きくなり、弁体８０に伝達される回転トルクを大きくすることができる。そのため、弁体８０の切替動作を確実にすることができる。

また、弁体８０と弁座（第二の弁座プレート６７ｂ）との摩擦が増加しても回転トルクが不足することがないので、弁体８０に特段の低摩擦材料を用いる必要がない。また、回転トルクの低いステータとロータの組み合わせであっても、回転トルクを大きくして動作できるので、冷媒切替弁６０を低価格化することができる。

９．弁体８０の第二の弁座プレート６７ｂへの適度な押圧力を確保できる。
図１１に示すように、冷媒切替弁６０において、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）と弁体８０を共通の弁体軸７１で同軸に配置し、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）を弁体８０の上に載置して、板バネ８６でロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）を付勢している。

これにより、弁体８０は、板バネ８６の付勢力とロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）の自重により、弁座（第二の弁座プレート６７ｂ）に対して付勢されるので、適度な押圧力で弁体摺接面８１が弁座（第二の弁座プレート６７ｂ）に押圧され、弁体摺接面８１において冷媒を確実に閉塞する押圧を得ることができる。

１０．弁体軸７１を簡易な両持ち支持構造にできる。
図１１に示すように、冷媒切替弁６０において、弁体８０を支持する弁体軸７１は、弁体８０と弁体摺接面８１で接する弁座の第二の弁座プレート６７ｂに設けられたロータ軸穴７２と、弁ケース６６の上端に設けられた凹部であるロータ軸受７３とで両端を支持される両持ち構造である。

そのため、弁体８０の支持剛性や精度が得やすく、弁体摺接面８１において冷媒を確実に閉塞することができる。加えて、弁体軸７１の周りをロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）が回転する構成であるため、ロータ軸穴７２やロータ軸受７３に高精度な軸受を設ける必要がなく、冷媒切替弁６０の低価格化が可能である。

１１．弁体軸７１が長いことにより弁体８０の精度が向上する。
図１１に示すように、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）と弁体８０を弁体軸７１での同軸とすることにより、弁体軸７１を長くすることができる。弁体軸７１を長くすることにより、ロータ軸穴７２やロータ軸受７３の加工誤差に対する弁体軸７１の傾きを小さくして、第二の弁座プレート６７ｂに対する弁体軸７１の直角度の精度を向上させることができる。そのため、弁体８０の精度が得やすく、弁体摺接面８１において冷媒を確実に閉塞することができる。

１２．アイドラ軸７８は片持ち支持構造であるので、冷媒切替弁６０の組み立て性が向上する。
図１１に示すように、冷媒切替弁６０において、アイドラ軸７８は片持ち構造となっており、冷媒切替弁６０の組み立て性が向上する。なお、アイドラギヤ７９が、上方向に移動した場合でも、アイドラ大歯車７９ｂがロータ駆動部７４と当接するので、アイドラギヤ７９の脱落を防止することができる。

なお、前記したように、ロータ駆動部７４に突起部７４ｓを形成し、アイドラギヤ７９に突起部７９ｓを形成することにより、ロータ駆動部７４とアイドラ大歯車７９ｂとの接触面積を小さくすることが望ましい。これにより、ロータ駆動部７４とアイドラギヤ７９との間の余計な摩擦力の増加を回避できる。

＜連通口Ｂ、Ｃ、Ｄと、弁体摺接面８１と、連通凹部８２との配置関係＞
次に、実施形態の冷媒切替弁６０において、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄと、弁体摺接面８１と、連通凹部８２との好適な配置関係について説明する。
図１６は、実施形態に係る冷媒切替弁の連通口の配置と弁体摺接面の形状を示す模式図である。
図１６に示すように、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄは正四角形９１の頂点のうちの互いに隣接した２辺を含む３か所の頂点に連通口Ｄ、Ｂ、Ｃの順に互いに隣接して配置し、隣接する連通口Ｄ、Ｂ、Ｃ同士において、それぞれの連通口Ｄ、Ｂ、Ｃと弁体軸７１を結んだ中心線のなす角度θｐはθｐ＝３６０゜／４＝９０゜となる

そこで、この角度θｐを１ピッチと称すれば、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとはそれぞれ対応する頂点に互いに隣接して配置され、その間は１ピッチ（＝θｐ）の間隔であって、それ以外の正４角形９１の頂点ａｐ１には連通口は配置されない。すなわち、連通口Ｄから連通口Ｃまでの配置される範囲は２ピッチ（＝２θｐ）となる。
弁体８０の弁体摺接面８１は、２ピッチ（＝２θｐ）の範囲すなわち３つの頂点を同時に覆うことができる構成である。

連通凹部８２は、正四角形９１の各１辺の両端に設けられた３つの連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとを連通するよう２ピッチ（＝θｐ）の範囲に設けられる。そして、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとを連通するよう弁体８０が配置された場合には、連通口Ｃに隣接しかつ連通口Ｂとは反対側の連通口が配置されない頂点ａｐ１は弁体摺接面８１で覆われない構成である。

＜連通口Ｂ、Ｃ、ＤのＮ角形配置＞
説明した正四角形９１の頂点に３つの連通口Ｄ、Ｂ、Ｃを配置した四方弁について、これを一般的に正Ｎ角形(Ｎ：４以上の整数)とした場合には以下のように記述できる。

連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの配置に関しては、Ｎが４以上の整数である正Ｎ角形において、正４角形９１を示す図１６のように、３つの連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを正Ｎ角形の頂点のうちの互いに隣接した２辺を含む３か所の頂点に連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの順に互いに隣接して配置する。そして、隣接する連通口同士において、それぞれの連通口と弁体軸７１を結んだ中心線のなす角度θｐはθｐ＝（３６０゜／Ｎ）となる。

そこで、この角度θｐを１ピッチと称すれば、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとはそれぞれ対応する頂点に互いに隣接して配置され、その間は１ピッチ（＝θｐ）の間隔であって、それ以外の正Ｎ角形の頂点には連通口は配置されない。すなわち、連通口Ｂから連通口Ｄまでの配置される範囲は２ピッチ（＝２θｐ）となる。

弁体８０の弁体摺接面８１は、（Ｎ−２）ピッチ（＝（Ｎ−２）・θｐ）の範囲すなわち（Ｎ−１）個の頂点を同時に覆う構成であり、弁体摺接面８１は正Ｎ角形のＮ個の頂点のうち１つの頂点は覆わない構成である。
連通凹部８２は、正Ｎ角形の各２辺の両端に設けられた３つの連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとを連通するよう少なくとも２ピッチ（＝θｐ）の範囲に設けられる。そして、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄとを連通するよう弁体８０が配置された場合には、連通口Ｃに隣接しかつ連通口Ｂとは反対側に位置する連通口が配置されない頂点は弁体摺接面８１で覆われない構成である。

これにより、連通口Ｂと連通口Ｃと連通口Ｄを等角度で配置でき、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを開閉する角度が、１ピッチ（＝θｐ）または１／２ピッチ（＝θｐ／２）を単位として行えるので、前記の図１７、図１８で図示したモードを動作信頼性が高く、制御が容易に実現できる。

上述の正Ｎ角形として記述したＮに４を代入すれば、実施形態の図１６にて説明した正四角形９１に連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを配置した場合を説明することができ、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄと、弁体摺接面８１と、連通凹部８２との好適な配置関係を示すことができる。

≪弁座構造≫
次に、実施形態の冷媒切替弁６０の弁座構造について、図１９を用いて更に説明する。
図１９は、冷媒切替弁の第二の弁座プレート６７ｂと弁体８０と連通管６９の断面を示す拡大部分断面図である。
図１９に示すように、第二の弁座プレート６７ｂの外周の第一の弁座プレート６７ａと嵌合する部分は、直径が縮小されて段差が設けられ、第一の弁座プレート６７ａの内周６７ａ１と嵌合されて互いにロウ付けされて接合される。

第二の弁座プレート６７ｂの中央には、貫通しない有底のロータ軸穴７２が穿設され、弁体軸７１を緩み嵌めで支持するようになっている。また、ロータ軸穴７２に隣接して、連通管６９（６９ｂ，６９ｃ，６９ｄ）がそれぞれ接続される連通孔８８（連通管穴８７）が開口されている。
なお、図１９では、連通管６９（６９ｂ，６９ｃ，６９ｄ）がそれぞれ接続される３つの連通孔８８（連通管穴８７）の一つを示している。

ここで、連通孔８８（連通管穴８７）は、弁体８０が配置される側は、直径ｄ０（例えば、φ１ｍｍ程度）の連通孔８８が開口され、弁体８０が配置される側の反対側の連通管穴８７は、直径（直径ｄ１）が拡大（ｄ１＞ｄ０）されている。連通管穴８７の直径ｄ１の部分に、連通管６９が嵌合されてロウ付けされて接合される。
これら連通管６９の接続される連通孔８８、連通管穴８７は、弁体８０の弁体摺接面８１に設けられた連通凹部８２に対応して配置するために、弁体軸７１に近接した、図１５にて説明した半径Ｒ（例えば、２−４ｍｍ程度）の位置に設ける必要がある。

一方、連通管６９は冷媒配管として銅管を用いるのが一般的であり、連通管６９を嵌合してロウ付けする連通管穴８７は、連通孔８８の内径より太い直径ｄ１（例えば、φ３ｍｍ程度）であり、ロウ付けする際に第二の弁座プレート６７ｂに対して位置決めするために、ある程度の深さｔ２（例えば、２ｍｍ程度）が必要となる。

ここで、第二の弁座プレート６７ｂの厚さをｔ０、有底のロータ軸穴７２の深さをｔ１、連通管６９ｂ、連通管６９ｃ、連通管６９ｄを嵌合される深さをｔ２とすれば、ｔ０＞（ｔ１＋ｔ２）なる関係を満たせば、ロータ軸穴７２と連通管穴８７とが干渉して穴があいて連通管６９をロウ付けする際にロータ軸穴７２にロウが流れ込むことを防止でき、好適である。これは、例えば、ｔ０＝５ｍｍ、ｔ１＝ｔ２＝２ｍｍとして実現できる。

なお、弁体軸７１は、有底のロータ軸穴７２に嵌合されて固定されるものであり、ロウ付けされないので、弁体軸７１と第二の弁座プレート６７ｂの接合部にロウが表面張力によって隅部にフィレット状にはみ出すことがなく、はみだしたロウによって弁体が第二の弁座プレート６７ｂへの密着を妨げられることがないという効果がある。

（弁体８０の中心配置の効果）
図１０から図１３に示す弁ケース６６と第一の弁座プレート６７ａの外周とは、溶接、例えばＴＩＧ溶接（タングステン・不活性ガス溶接）やレーザ溶接によって密封される構成である。一方、弁体８０やアイドラギヤ７９は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）などの耐熱性樹脂で製作されるものの、温度上昇には限界がある。特に、弁体８０の弁体摺接面８１は、わずかな熱変形が生じても冷媒を封止できなくなるおそれがあるので、弁体８０の温度上昇を抑制する構成が望ましい。

本実施形態に係る冷媒切替弁６０の構成では、弁体８０は、ロータ７０と同軸に配置され、弁ケース６６の略中心と弁座プレート６７（第一の弁座プレート６７ａ、第二の弁座プレート６７ｂ）の中心に設けられた弁体軸７１のまわりに回動するように配置される構成である。そのため、弁体８０は、図１１に示すように、弁ケース６６と第一の弁座プレート６７ａとが溶接される外周からは最も遠い位置に配置される。

これにより、溶接時の熱が最も伝わりにくく温度上昇しにくい位置に弁体８０が配置されているので、弁ケース６６と第一の弁座プレート６７ａの接合時における弁体８０の熱変形を抑制できるという効果がある。
図１７に示す実施形態の（１）第１状態や（３）第３状態や（４）第４状態において、冷媒は連通凹部８２を通って流れるようになっている。

ここで、連通凹部８２の断面寸法として、図１９に示す連通凹部８２の幅ｗを、概ね連通孔８８の直径ｄ０と等しいかやや大きい値とし、図１９に示す連通凹部８２の深さｈを概ねｗと等しい寸法とすることが望ましい。
このような寸法とすることで、冷媒が連通口Ｄから連通凹部８２に流入する際に、流路が急拡大して圧力損失を生じることを抑制できる。また、流路が縮小されて流速が高まり動圧が上昇して弁体８０が浮上することを防止できるので好適である。

≪液封時の動作≫
次に、図２０を用いて、冷媒経路（冷媒回路）に所謂液封が生じた場合について説明する。ここで、液封とは、両端が閉じられた冷媒回路、即ち閉回路が液体の冷媒で満たされ、その後温度上昇して冷媒が熱膨張することで冷媒回路配管内部や弁体内部に高圧が生じる現象である。

前記したように、例えば冷媒切替弁６０における第５状態（図１８（５）参照）において第二冷媒配管５６（および結露防止配管１７）は、両端を弁体８０で閉塞された閉回路となる。

ちなみに、冷媒切替弁６０における第５状態（図１８（５）参照）では、弁ケース６６は内部の体積が比較的大きな凝縮器５２と連通する状態となっているので、封入された総冷媒量の体積（液体時）よりも閉回路の体積（凝縮器５２、第一冷媒配管５５、弁ケース６６）を大きくすることができるので、液封を防止することができる。

また、冷媒切替弁６０の連通口Ｃと圧縮機５１とで閉じられた第三冷媒配管５７や冷却器７についても、蒸発器として機能する冷却器７の内部の体積が比較的大きいため、液封を防止することができるようになっている。

図２０は、連通管６９側の圧力が上昇した際の冷媒切替弁６０の第二の弁座プレート６７ｂと弁体８０と連通管６９の断面を示す拡大部分断面図である。
閉回路の内部が全て液体の冷媒で満たされて、その後温度上昇して冷媒が熱膨張すると、熱膨張した冷媒の圧力Ｐ２が、連通管６９から弁体８０に（図示下方から上方に）向けて加わる。

ところで、図１１ないし図１４により説明したように、弁体８０は、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）が上に載置され、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）の自重と板バネ８６の付勢力によって、第二の弁座プレート６７ｂに対して予圧される構成である。また、弁体８０には、弁ケース６６内部の冷媒の圧力Ｐ１に起因する押圧力が加わる。

ここで、冷媒の圧力Ｐ２がＰ１より大となり、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）の自重、板バネ８６の付勢力、および圧力Ｐ１に起因する押圧力の合計を上回る力を受けると、板バネ８６が、冷媒の圧力Ｐ２が加わる方向に弾性変形して、図２０に示すように、弁体軸７１に沿って、弁体８０およびロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）が第二の弁座プレート６７ｂから浮上する方向に移動する。

弁体８０が浮上することにより、連通管６９内の冷媒は、弁体８０と第二の弁座プレート６７ｂの隙間から、弁ケース６６内部に流出して、連通管６９内の圧力が低下する。そして、連通管６９内の圧力が低下すると、ロータ７０（ロータ駆動部７４、ロータピニオンギヤ７５）の自重と板バネ８６(図１３参照)の付勢力によって、弁体８０は、第二の弁座プレート６７ｂに密着する。

このように、弁体８０は第二の弁座プレート６７ｂから浮上することができるので、連通管６９内の圧力が異常に上昇することを防止することができるという効果がある。
なお、連通管６９内の圧力が異常に上昇することを防止する効果は、連通管６９内が液体冷媒で満たされる液封の状態に限られるものではなく、連通管６９内部は気体のみまたは気体と液体の混合状態であって、温度上昇によって熱膨張して圧力が上昇した場合にも同様な効果がある。

＜＜その他の実施形態＞＞
１．前記実施形態においては、連通口の配置を正多角形の頂点位置にあるとしたが、実施形態のように弁体の回動に伴う連通口の開閉動作が同様であれば、１ピッチの角度（θｐ）を正多角形の場合の（２π／Ｎ）よりもずらした角度としてもよい。

２．前記実施形態では、弁座プレート６７を、第一の弁座プレート６７ａと第二の弁座プレート６７ｂとの２つの部品で構成した場合を例示したが、弁座プレート６７を一つの部品で構成してもよい。

３．前記実施形態では、弁体８０とロータピニオンギヤ７５とを弁体軸７１まわりに回転自在とした場合を例示したが、弁体８０とロータピニオンギヤ７５とを別の軸まわりに回転自在と構成してもよい。
しかし、弁体８０とロータピニオンギヤ７５と１本の弁体軸７１まわりに回転自在とした場合、スペースが少なく済み、かつ部品数が少なく、組み立ても容易なのでより望ましい。

４．前記実施形態では、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄの配置として正Ｎ角形のＮ＝４の場合を例示したが、正Ｎ角形は、以下の特性をもつ。
正Ｎ角形のＮは大きくなると連通口Ｂ、Ｃ、Ｄを配置しない正Ｎ角形の頂点が多くなるとともに、１ピッチ（＝θｐ）の角度が小さくなり、かつ正Ｎ角形の外形が大きく なる傾向をもつ。

何故なら、冷媒切替弁６０の確実な動作のためには、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄ間の距離が一定以上あった方が望ましいからである。そのため、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄ間の距離に係わる１ピッチ（＝θｐ）の角度が小さくなった場合、動作信頼性の点から、冷媒切替弁６０の正Ｎ角形の外形を大きくして、連通口Ｂ、Ｃ、Ｄ間の距離をかせぐ(確保する)こととなる。
上述のことから、例えばＮ＝４、５、６程度とした場合には、１ピッチ（＝θｐ）の角度が比較的大きく、正Ｎ角形の外形を大きくすることなく連通口Ｂ、Ｃ、Ｄ間の距離を確保できる。

そのため、冷媒切替弁６０の外形を大きくすることなく動作信頼性を確保できることから、Ｎ＝４、５、６程度が好ましい。
なお、前記したＮ＝４の場合が、冷媒切替弁６０が最も小型でありながら動作信頼性が高くできるので、最も好ましい。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能であり、本発明の範囲内で様々な修正と変更が可能である。すなわち、本発明の具体的形態は、本発明の趣旨を変更しない範囲において適宜、任意に変更可能である。

１ 冷蔵庫(機器)
１Ｈ２ 開口周縁部
７ 冷却器（蒸発器）
１７ 結露防止配管（冷媒流通部）
５１ 圧縮機
５２ 凝縮器
５４ 減圧手段
６０ 冷媒切替弁
６６ 弁ケース（ケース）
６７ａ 第一の弁座プレート（ケース）
６７ｂ 第二の弁座プレート（弁座）
６８ 流入管
６９ 連通管
６９ｂ 連通管（第１連通管）
６９ｃ 連通管（第２連通管）
６９ｄ 連通管（第３連通管）
７０ ロータ
７１ 弁体軸
８０ 弁体
８１ 弁体摺接面
８２ 連通凹部
８７ 連通管穴（連通管接続部）
８８ 連通孔（連通管接続部）
９０ 正Ｎ角形
９１ 正４角形
Ａ 流入口（流入管接続部）
Ｂ 連通口（第一の連通口、連通管接続部、冷媒流通部の一方端側）
Ｃ 連通口（第二の連通口、連通管接続部）
Ｄ 連通口（第三の連通口、連通管接続部、冷媒流通部の他方端側）
ａｐ１ 頂点

Claims (5)

1. 弁体軸まわりに回動自在に支持される弁体と
   前記弁体を内在するケースと、
   前記ケースの一端に設けられた弁座と、
   前記ケース内部に一端を開口して、流入管が接続される流入管接続部と、
   前記弁座の前記ケース内部に一端を開口して、連通管が接続されるとともに前記弁体の回動により開放ないし閉塞される複数の連通管接続部とを備え、
   前記弁体は、
   前記流入管と前記第１連通管を連通し、前記第２連通管と前記第３連通管を連通する第１状態と、
   前記第２連通管を閉塞する第２状態と、
   前記流入管と前記第３連通管を連通し、前記第１連通管と前記第２連通管を連通する第３状態と、
   前記流入管は前記第１連通管と前記第２連通管と前記第３連通管のいずれとも連通せず、前記第１連通管と前記第２連通管と前記第３連通管を連通する第４状態と、
   前記流入管と前記第２連通管を連通し、前記第１連通管と前記第３連通管を閉塞する第５状態とを
   切り替えることを特徴とする冷媒切替弁。
2. 弁体摺接面を有し、弁体軸まわりに回動自在に支持される弁体と、
   前記弁体を内在するケースと、
   前記ケースの一端に設けられ前記弁体摺接面が摺接する弁座と、
   前記ケース内部に一端を開口して、流入管が接続される流入管接続部と、
   前記弁座の前記ケース内部に一端を開口して、連通管が接続される第一の連通口、第二の連通口、および第三の連通口を備え、
   前記弁体摺接面と前記弁体摺接面に設けられる連通凹部によって、前記弁体の回動に伴って前記第一の連通口と前記第二の連通口と前記第三の連通口とを開放ないし閉塞し、
   前記第一の連通口と前記第二の連通口と前記第三の連通口は、前記弁体軸を中心として配置されたＮが４以上の整数である正Ｎ角形の互いに隣接した２辺を含む３か所の頂点に配置され、
   前記正Ｎ角形の隣接する頂点が中心と成す角度θｐ＝（３６０゜／Ｎ）としたときに前記弁体摺接面は、前記弁体の回動角度（Ｎ−２）・θｐの範囲に設けられ、
   前記連通凹部は、隣接した前記第一の連通口と前記第二の連通口と前記第三の連通口とを連通可能な範囲に設けられ、
   前記連通凹部が前記第一の連通口と前記第二の連通口と前記第三の連通口とを連通する位置に前記弁体が回動した場合には、前記第二の連通口に隣接しかつ前記第一の連通口とは反対側に位置して連通口が配置されない前記正Ｎ角形の頂点は、前記弁体摺接面によって覆われない
   ことを特徴とする冷媒切替弁。
3. 前記Ｎ＝４、５、６の何れかである
   ことを特徴とする請求項２に記載の冷媒切替弁。
4. 減圧手段と、
   前記減圧手段の下流に配置される蒸発器と、
   前記蒸発器の下流に配置される圧縮機と、
   前記圧縮機の下流に配置される凝縮器と、
   冷媒が流通可能な冷媒流通部と、
   前記減圧手段の上流側、前記凝縮器の下流側、前記冷媒流通部の一方端、および、前記冷媒流通部の他方端が接続される冷媒切替弁とを備え、
   前記冷媒切替弁は、
   前記凝縮器の下流側と前記冷媒流通部の一方端を連通させるとともに、前記冷媒流通部の他方端と前記減圧手段の上流側を連通させる第１モードと、
   前記冷媒流通部を経由せずに、前記凝縮器の下流側と前記減圧手段の上流側を連通させる第２モードと、
   前記減圧手段の上流側への連通を閉塞する第３モードと、
   前記凝縮器の下流側が前記冷媒流通部と連通しないとともに、前記冷媒流通部の両端と前記減圧手段の上流側を連通させる第４モードと、
   前記第１モードと逆方向に、前記凝縮器の下流側と前記冷媒流通部の他方端を連通させるとともに、前記冷媒流通部の一方端と前記減圧手段の上流側を連通させる第５モードとを
   切り替えることを特徴とする機器。
5. 前記冷媒流通部は、
   前記機器の開口周縁部に配設される結露防止配管である
   ことを特徴とする請求項４に記載の機器。

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