JP2599100Y2 - 四方弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、主として空気調和機の
冷暖房の切換えに用いられる四方弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】空気調和機の冷暖房サイクルには冷房運
転時と、暖房運転時に冷媒の流れ方向を切換えるために
四方弁が使用されている。そこで、この種の四方弁とし
て従来、実開昭５４−１６５３２４号または特開昭６１
−６４６８号、さらには特公平３−３０７４９号などの
考案や発明が知られている。

【０００３】しかしながら、これらの従来の四方弁は、
回路を切換えるためのメインの弁体と、その弁体を作動
するためのパイロット弁体で構成され、両者を結ぶ配管
が必要で、しかもメイン弁体は直線往復動タイプのもの
であり、ピストンの部品点数が多く、構成が複雑で組立
てに手間がかかり、また、冬期の暖房運転時にはパイロ
ット弁の保持のために連続通電しなければならず、多く
の電力消費を伴い不経済であった。

【０００４】また実開昭６３−１７０６６７号により、
パイロット弁や、そのための配管を必要とせず、構成が
簡単で組立て易く、しかも電磁石に対する連続通電を必
要としない経済的な四方弁が提案された。しかしなが
ら、上記の提案の四方弁では弁体の上部外周に配設した
永久磁石が円弧状で弁体側面に自由保持される構造であ
ったため、作動中に永久磁石が第１弁本体の内面に接触
すると共に、二つの永久磁石がフエライト系であるため
磁粉が発生しやすく、この磁粉が空気調和機回転の目詰
まりの原因になり、また永久磁石を自由保持するため、
組立時に不安定であるという問題があった。

【０００５】さらに、電磁石の弁本体側面への取付けに
より装置としてのコンパクト化にも不都合があるなどの
問題があった。そこで、上記の四方弁の問題点を解消す
るために実開平３−１１４６８１号の四方弁が提案され
ている。この四方弁は、図１０に示す構造のものであり
弁本体１２とこの弁本体１２の上部に配設された電磁石
２８とからなり、弁本体１２は円筒状のボディ１３と、
そのボディ１３の下端部に取付けられた弁座１４と、そ
のボディ１３内に回動可能に配設された円柱状の弁体１
５とからなり、上記弁座１４には所要の角度間隔で導入
口１６と導出口１７、ならびに二つの通穴が形成されて
いる。

【０００６】また、上記弁体１５はプラスチックマグネ
ットで形成され、弁体１５には上記導入口１６と前記二
つの通孔のいずれかとを交互に連通させるガイド孔２４
が穿設されると共に、上記導出口１７と二つの通孔のい
ずれかを交互に連通させる連絡溝２５が形成され、導入
口１６には先端をガイド孔２４に突入して銅製の導入管
２０が取付けられ、この突入部４０はガイド孔２４の端
部に当接して弁体１５の回動を制限するストッパーとな
り、電磁石２８下方部はボディ１３の外側面に着脱可能
に取付けられている。

【０００７】なお、この考案の四方弁の弁座１４の軸心
には弁体１５を取付けるシャフト１９が立設されてお
り、また圧縮機の吐出側に通じる導入管２０が上記導入
口１６に取付けられると共に、圧縮機の吸入側に通じる
導出管２１が導出口１７に取付けられている。さらに、
ボディ１３の上部にはボディキャップ２６が取付けられ
ており、このボディキャップ２６と弁体１５の上面との
間には弁室２７が形成されている。

【０００８】しかしながら、上記提案の四方弁では、弁
体１５の全体をプラスチックマグネットで形成してお
り、そのため着磁は等方性であり、磁気特性に問題があ
ると共に、プラスチックマグネットの弁体１５は硬いた
め、弁座１４とのシート面でのシールの安定性を確保す
るためには弁座１４や弁体１５のシート面の仕上精度を
精密にする必要があった。

【０００９】また、弁体１５を取り付けるシャフト１９
は弁座１４の中心の穴とボディキャップ２６の中心凹溝
とでフリーで支持されており、弁体１５はこのシャフト
１９で径方向の動きは抑制されているが、軸方向の動き
は弁座１４とボディキャップ２６の間で自由状態であ
る。従って、シャフト１９のフリー支持と相まって、衝
撃に対し音発生や弁体１５の破損などの危険性もある。

【００１０】さらに、電磁石２８のコイル４３は縦置き
になっており、その両側に鉄芯４４，４５が非対称形状
に配設され、形状および寸法の異なる２種類の鉄芯４
４，４５を必要とし、部品点数が増えると共に、両側の
鉄芯４４，４５が矢印Ｘで示す部分で相互に近接する箇
所ができるため、磁束の漏洩が発生して効率減をまねく
という問題があった。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、前記従来の
問題点を解決するためになされたものであり、作動中の
磁気特性を良好にし、かつ弁と弁座とのシート面でのシ
ール安定性の確保を容易とし、しかも弁体の破損などの
恐れをなくし、磁束漏洩の低減、ならびに部品点数の低
減や、弁全体のコンパクト化がはかれる四方弁を提供す
ることを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本考案の四方弁は、弁本体とその弁本体の上部に配
設された電磁石とからなり、その弁本体は、円筒状のボ
ディと、そのボディの下端に取付けられた弁座と、その
ボディ内面に回動可能に配設された円筒状のプラスチッ
クマグネット内に円筒状のヨークおよび樹脂製の弁をそ
れぞれ順次一定位置に組付けたローターアッシーとから
なると共に、上記弁座には所要の角度間隔で導入口と導
出口、ならびに二つの通孔が形成され、また上記弁には
上記導入口と二つの通孔とのいずれかとを交互に連通さ
せるガイド孔が穿設され、かつ上記導出口と二つの通孔
のいずれかとを交互に連通させる連絡溝が形成され、導
入口には先端をガイド孔に突出して導入管が取付けられ
ることを特徴としている。

【００１３】以上の構成からなる四方弁では、電磁石を
ボディ上部に配設することで弁本体をコンパクトに形成
できると共に、導入口を弁座に設け、導入管をボディ底
部に取付けるようにしたのでガイド孔に導入管を突出さ
せて弁体回動のストッパとして利用できる。また、弁体
をプラスチックマグネット、ヨークおよび樹脂製の弁か
らなるローターアッシーとして、プラスチックマグネッ
トを円筒状にしたので、異方性着磁とすることができ、
磁気特性を良好にすることができ、弁と弁座とのシール
安定性の確保が容易になる。

【００１４】一方、上記ローターアッシーに組付けられ
た弁の中心の穴に遊嵌するシャフトの下端が弁座の中心
に固定され、かつそのシャフトの上部が、ローターアッ
シーの軸方向の移動を規制する方向にスプリングで付勢
されたガイドの中心に貫設させることは、上記ローター
アッシーのプラスチックマグネットとヨークとの上方へ
の移動を規制し、弁自体の破損を防止する上で好まし
く、さらに弁本体の上部に配設される電磁石のコイルを
横置きとし、かつ電磁石の両側の鉄芯を左右対称に形成
することは、部品点数の低減と磁束の漏洩を抑制する上
で望ましい構成である。

【００１５】

【実施例】以下図面を参照して本考案の四方弁の実施例
を説明するが、図１は本考案の一実施例に係る四方弁の
側断面図、図２は図１の正面図、図３は図２のＡ−Ａ方
向の側面図、図４は図１のローターアッシーの平面図、
図５は図４の側断面図、図６は図１のガイドの側断面
図、図７は図６の平面図、図８は図１の電磁石のコイル
への通電をオフにした時のローターアッシーの作動を示
す平面図、図９は図８の電磁石のコイルの通電方向を逆
にした時のローターアッシーの作動を示す平面図であ
る。

【００１６】まず、図１から図３までに示すこの四方弁
は、弁本体１２と、この弁本体１２の上部に着脱可能に
配設された電磁石２８とからなり、その弁本体１２は円
筒状のボディ１３と、そのボディ１３の下端に取付けら
れた弁座１４と、そのボディ１３の内面に回動可能に配
設されたローターアッシー３１とから構成されている。

【００１７】次に、このローターアッシー３１は、ボデ
ィ１３の内面に回動可能な円筒状のプラスチックマグネ
ット３２と、図４および図５に示すごとく、このプラス
チックマグネット３２の底部の周囲に設けた四箇所の凹
溝３３，３４，３５，３６のうち１箇所の凹溝３３のみ
を他の凹溝３４，３５，３６よりも狭幅として、これら
の各凹溝３３，３４，３５，３６の各溝幅に対応して一
定位置に組付けられる各凸部３７を底部に設けたナイロ
ンなどの樹脂製の弁３８を、円筒状のヨーク３９を介し
て組付けしており、上記ヨーク３９の内周面に設けたス
リット４１に対し弁３８の外周面に設けた突起４２が嵌
合するようになっており、この実施例では弁３８の狭幅
の凸部３７と同一径方向位置にヨーク３９のスリット４
１が設けられている。

【００１８】なお、これらの凹凸溝の嵌合は、使用中温
度が上昇しても材料の膨張係数の違いにより固定化しな
いだけの隙間を持たせて嵌合されるようにしている。す
なわち、ローターアッシー３１は、プラスチックマグネ
ット３２の内側に、円筒状のヨーク３９が、そして、そ
のヨーク３９の内側に弁３８が、それぞれ順次一定位置
に組付けられている。

【００１９】また、弁座１４はボディ１３の下端部周縁
にロー付けなどにより取付けられており、この弁座１４
には弁座１４の軸心をはさんで互いに対向する位置で、
かつその軸心を中心として所要の角度間隔で導入口１６
および導出口１７、ならびに二つの通孔が形成されてい
る。なお、この実施例では、導入口１６、導出口１７、
ならびに二つの通孔が弁３８の軸心を中心にそれぞれ９
０°の間隔で配置されている。

【００２０】さらに、上記の弁３８には導入口１６と二
つの通孔とのいずれかとを連通させるガイド孔２４が穿
設され、かつ上記導出口１７と二つの通孔のいずれかと
を交互に連通させる連絡溝２５が形成され、導入口１６
には先端をガイド孔２４に突入して導入管２０が取付け
られているが、この導入管２０の先端にはステンレス鋼
などの剛性のあるストッパー５０を取り付けている。

【００２１】なお、ガイド孔２４に突入した導入管２０
の先端の突出部であるストッパー５０は、ガイド孔２４
の端部に当接して弁３８の回動を制限するストッパーの
機能をする。このような剛性のある材料のストッパー５
０を採用したのは、弁３８の作動力増大のため、弁３８
の回転力によって、従来の銅管の導入管２０をストッパ
ーとしたのでは、そのストッパーがつぶれたり、変形し
て流路が減少し、弁３８の回転位置ずれが発生すること
を防止するためである。

【００２２】次に、ローターアッシー３１に組付けされ
た弁３８の中心の穴に遊嵌するシャフト１９の下端は、
弁座１４の中心に設けた穴に圧入して固定されており、
そのシャフト１９の上部は、ローターアッシー３１の軸
方向の移動を規制するように矢印Ｐ方向にスプリング６
０て付勢された図６，図７に示すガイド６１の中心に設
けたシャフト用孔６２に貫設置されている。

【００２３】すなわち、このガイド６１は、プラスチッ
クマグネット３２、ヨーク３９と弁３８とからなるロー
ターアッシー３１の各部品を前記のごとく、それぞれ一
定位置に保持させる機能と、シャフト１９に対しての回
転中心を形成するための機能とを有し、このガイド６１
の筒状外径部がヨーク３９の内径部にほぼ同径で挿入さ
れ、ガイド６１のつば部６８がプラスチックマグネット
３２とヨーク３９の軸方向、すなわち上方向への移動を
規制する。

【００２４】また、ガイド６１のシャフト用孔６２に沿
ってスプリング６０とスプリングホルダー６３が挿入さ
れ、ガイド６１の平面部とボディキャップ６４の中心平
面部の間でこれらが保持され、スプリング６０によりガ
イド６１は下方へ、そしてスプリングホルダー６３は上
方へ押されるようになっている。なお、スプリングホル
ダー６３の下方端部とガイド６１の平面部との間は、ロ
ーターアッシー３１がスプリング６０の反力に抗して上
方に移動したとしても、ストッパー５０から弁３８のガ
イド孔２４が抜け出ない距離を保つよう設定されてい
る。

【００２５】なお、図７のガイド６１に四箇所穿孔して
いる丸孔７０は流体の通過孔である。次に、弁本体１２
の上部に配設される電磁石２８のコイル４３は横置きと
なっており、その両側の鉄芯８０を左右対称の同一形
状、同一寸法として一種類の鉄芯８０を左右両側に使用
しており、両側の鉄芯８０が近接する箇所がないので、
磁束の漏洩が極力抑えられて、効率は良くなる。

【００２６】また、この実施例の四方弁では、電磁石２
８とその下方部のボディ１３とは、図２、図３に示すよ
うに両者にまたがる止め金９０を取り付け、取り外すこ
とにより、電磁石２８を着脱可能としており、メインテ
ナンス等を容易にしている。なお、図１の電磁石２８に
は端子１００が取り付けられているが、ここからリード
線を出してもよく、またボディキャップ６４には電磁石
２８の位置決め用の突起６５が設けられている。

【００２７】また、この実施例の四方弁では、上記導入
口１６には圧縮機の吐出側に通じる導入管２０が取付け
られ、導出口１７には圧縮機の吸入側に通じる導出管２
１が取付けられている。次に、上記の実施例の四方弁の
作動について説明すると、図８において電磁石２８のコ
イル４３への通電をオフにした時、プラスチックマグネ
ット３２、ヨーク３９、弁３８からなるローターアッシ
ー３１が時計方向（図９では反時計方向）に回る力が作
用するように、プラスチックマグネット３２の磁束分布
状態と鉄芯８０の幅Ｗを設定しておくものとするが、上
記時計方向の回転もストッパー５０によりその回動がス
トップされて図８に示すような暖房運転の状態となる。

【００２８】なお、この場合、左右の鉄芯８０のＳ極、
Ｎ極と、プラスチックマグネット３２のＳ極とＮ極とが
それぞれ反発し合い、弁３８は時計方向に回るようにな
っている。次に、図８の状態から、コイル４３への通電
方向を逆にすると、電磁石２８の極性が変わり、図９の
状態に示すようにローターアッシー３１は反時計方向に
回る力が作用して反時計方向に回転し、ストッパー５０
がガイド孔２４の一端側に当接して弁３８の回動が止
り、冷房運転の状態となる。

【００２９】

【考案の効果】以上に説明したように、本考案の四方弁
によれば、電磁石を弁本体の上部に配設できるので弁全
体としてスマートで、かつコンパクトな形状に形成でき
ると共に、電磁石をボディに対し着脱可能な構造とする
ことが容易であり、メインテナンス等が容易になる。

【００３０】また、本考案では弁体をプラスチックマグ
ネットと、ヨークと、樹脂製の弁とからなるローターア
ッシーとして、それぞれを一定位置に組付けており、プ
ラスチックマグネットの形状を円筒状に形成できるの
で、異方性着磁とすることができて磁気特性を良くする
ことができ、またプラスチックマグネットの内側にヨー
クを接合しているので漏洩磁束を抑えることができ、さ
らに弁をナイロンなどの樹脂で形成しているので弁座と
のシール安定性確保が容易に行なわれる。

【００３１】一方、ローターアッシーはその中心の穴を
遊貫するシャフトで弁座の中心で回動するようになって
いるが、その上部のガイドにより上方への移動が抑制さ
れるようになっているので、衝撃によって弁が破損する
恐れがなく、信頼性が向上する。また、弁本体の上部に
配設される電磁石のコイルを横置きとし、かつ両側の鉄
芯を左右対称のものとしているので、１種類の鉄芯の使
用が可能となり経済的であると共に、両側の鉄芯が近接
する箇所がないので磁束の漏洩が極力抑えられ、効率が
良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例に係る四方弁の側断面図であ
る。

【図２】図１の正面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ方向の側面図である。

【図４】図１のローターアッシーの平面図である。

【図５】図４の側断面図である。

【図６】図１のガイドの側断面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】図１の電磁石のコイルへの通電をオフにした時
のローターアッシーの作動を示す平面図である。

【図９】図８の電磁石のコイルの通電方向を逆にした時
のローターアッシーの作動を示す平面図である。

【図１０】従来例の四方弁の側断面図である。

【符号の説明】

１２ 弁本体 １３ ボディ １４ 弁座 １６ 導入口 １７ 導出口 １９ シャフ
ト ２０ 導入管 ２１ 導出管 ２４ ガイド孔 ２５ 連絡溝 ２８ 電磁石 ３１ ロータ
ーアッシー ３２ プラスチックマグネット ３８ 弁 ３９ ヨーク ４３ コイル ６０ スプリング ６１ ガイド ８０ 鉄芯

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に電磁石を配設した弁本体が、円筒
   状のボディと、そのボディの下端に取付けられた弁座
   と、そのボディ内面に回動可能に配設された円筒状のマ
   グネット内に円筒状のヨークおよび弁をそれぞれ順次一
   定位置に取付けたローターアッシーとからなると共に、
   上記弁座には所要の角度間隔で導入口と導出口、ならび
   に二つの通孔が形成され、上記弁には、上記導入口と二
   つの通孔とのいずれかとを交互に連通するガイド孔が穿
   設され、かつ上記導出口と二つの通孔のいずれかとを交
   互に連通させる連絡溝が形成され、導入口には導入管が
   取付けられている四方弁。
2. 【請求項２】 ローターアッシーに組付けられた弁の中
   心の穴に遊嵌するシャフトの下端が弁座の中心に固定さ
   れ、かつそのシャフトの上部が、ローターアッシーの軸
   方向の移動を規制する方向にスプリングで付勢されたガ
   イドの中心に嵌設された請求項１記載の四方弁。
3. 【請求項３】 弁本体の上部に配設される電磁石のコイ
   ルを横置きとし、かつ電磁石の両側の鉄芯を左右対称に
   形成した請求項１記載の四方弁。