JP3246700B2 - 流体圧縮機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、動作流体の
流路切り換えを行う切換弁を内蔵した流体圧縮機に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、冷房および暖房の双方を行うこ
とができる空気調和機がある。この空気調和機は、室内
に置かれた熱交換器（室内熱交換器）と室外に置かれた
熱交換器（室外熱交換器）とを有すると共に、冷房時と
暖房時とでこれらの熱交換器に流通させる動作流体の流
路を切り換える流路切換弁を具備する。

【０００３】このような流路切換弁としては、一般に、
直動式の四方切換弁が広く用いられている。この四方切
換弁は、円筒状に形成された本体と、この本体内に設け
られこの本体の軸方向に沿って往復移動自在に設けられ
た摺動弁とを有する。この四方切換弁は、この摺動弁を
上記本体内で直線的に移動させることにより、流路の切
換えを行うようになっている。

【０００４】また、この四方切換弁は、一般に電磁弁を
介して制御されるようになっており、この電磁弁を作動
させることにより、圧縮機内の圧力を毛細管を通じて上
記切換弁に導入し、差圧により上記摺動弁を駆動するよ
うになっている。

【０００５】ところで、この四方切換弁および電磁弁を
流体圧縮機のケース内に内蔵してなる四方弁内蔵形の流
体圧縮機として、従来、実開昭６０ー１２４５９５号の
図４に開示されたものがある。

【０００６】この考案は、圧縮機部および電動機部とを
収納する密閉ケース内に上記圧縮機部から吐出された高
圧吐出ガスを充満させるタイプの圧縮機であり、上記ケ
ースの内部に前述した四方切換弁および電磁弁を内蔵し
ている。

【０００７】この考案は、上記四方切換弁および電磁弁
を上記高圧ガスが満たされるケース内に置くことで圧縮
機と切換弁とを接続する高圧ガス導入用の配管を不要に
すると共に、上記四方切換弁と電磁弁とを接続する毛細
管の外力による破損を有効に防止しようとするものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の流体圧縮機には以下に説明する解決すべき課題があ
る。

【０００９】すなわち、上述した従来の構成は、直動式
の四方切換弁と電磁弁とを毛細管を介して接続してなる
構成であり、その配管構成は複雑化している。また、上
記構成では、四方切換弁、電磁弁ともに直動式のもので
あり、ケース外へ取り出す配管の位置は、自ずと制限さ
れる。

【００１０】すなわち、ケース内から複数本の配管を取
り出す必要があるが、取り出す位置を集約することは困
難であった。

【００１１】この発明は、このような事情に鑑みて成さ
れたものであり、配管構成の簡略化が図れるコンパクト
な四方切換弁内蔵形流体圧縮機を提供することを目的と
するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の第１の手段
は、上方が開口した本体と、この本体の上記開口を閉塞
する蓋体とからなるケースと、上記ケースの本体内に設
けられた圧縮手段および、この圧縮手段の上部に駆動シ
ャフトを介して連設され圧縮手段を駆動する電動機と、
この電動機の上端から突出する駆動シャフトの端部に固
定され、上記圧縮手段で圧縮され吐出される冷媒ガスか
ら潤滑油を分離する油遮蔽板と、上記ケースの蓋体内に
固定された流路切換弁とを有し、上記流路切換弁は、複
数のポートが形成され上記ケースに固着された弁ベース
と、上記ケースの内部で回動し、上記弁ベースのポート
と通じて流れる動作流体の流路を切り換える弁体と、回
転不能な電磁石、この電磁石の両極に設けられた磁極
板、磁極板からの磁極切換によって上記弁体と共に回動
駆動される永久磁石およびこの永久磁石を保持するヨー
クを備え、上記弁体の回動中心軸を上記弁ベースの中心
軸に対して上記ケースの中心から離れる方向に偏心さ
せ、上記複数のポートを上記弁体の回動中心軸を中心と
する円周上で、かつ上記弁体の回動中心軸の偏心方向と
は反対側のケース中心側に設けたことを特徴とする。

【００１３】第２の手段は、ケースと、上記ケースの本
体内に設けられた圧縮手段と、上記ケース内に固定され
た流路切換弁とを有し、上記流路切換弁は、複数のポー
トを有し上記ケースに固着された弁ベースと、上記ケー
スの内部で回動し、上記弁ベースのポートと通じて流れ
る動作流体の流路を切り換える弁体と、上記弁体と所定
角度相対回動自在に組み合わされた永久磁石と、上記永
久磁石に磁力を作用させることで、上記永久磁石を介し
て上記弁体を回動駆動する磁極切り換え可能な磁力発生
手段とを有することを特徴とする流体圧縮機である。

【００１４】第３の手段は、ケースと、上記ケースの本
体内に設けられた圧縮手段と、上記ケース内に固定され
た流路切換弁とを有し、上記流路切換弁は、複数のポー
トを有し上記ケースに固着された弁ベースと、磁極切り
換え可能な磁力発生手段と、この磁力発生手段に対向し
て配置され、上記磁力発生手段の磁極が切り換えられる
ことで回動駆動される永久磁石と、この永久磁石に取着
され、上記弁ベースに対して回動することで上記弁ベー
スのポートを通じて流れる動作流体を冷房あるいは暖房
運転時の流路へ切り換える共に、除霜用の冷媒流路が形
成された第１の弁体と、上記永久磁石に取着され、上記
第１の弁体に対して回動することで、上記除霜用の冷媒
流路をケース内に連通させ、除霜運転への切換を行う第
２の弁体と、上記第１の弁体と上記第２の弁体との間に
介装され、冷房あるいは暖房運転時に上記第１の弁体に
設けられた除霜用の冷媒流路を閉塞するコマとを有する
ことを特徴とする流体圧縮機である。

【００１５】第４の手段は、第２あるいは第３の手段の
流体圧縮機において、上記磁力発生手段は、上記電磁石
と、この電磁石の両極から延出され上記永久磁石の外面
に対向配置された磁極板を有し、この磁極板と上記弁ベ
ースとの間には、非磁性体が介装されていることを特徴
とする流体圧縮機である。

【００１６】第５の手段は、第１乃至第３の手段のいず
れかの流体圧縮機において、上記弁体と上記永久磁石あ
るいはヨークを回動軸線方向に互いに固定する爪部を有
することを特徴とする流体圧縮機である。第６の手段
は、第１乃至第３の手段のいずれかに記載の流体圧縮機
において、上記電磁石のコアは、渦電流の発生を抑制で
きる部材で形成されていることを特徴とする流体圧縮機
である。

【００１７】第７の手段は、第６の手段の流体圧縮機に
おいて、上記渦電流の発生を抑制できる部材は、複数枚
の積層された鋼板であることを特徴とする流体圧縮機で
ある。

【００１８】第８の手段は、第６の手段の流体圧縮機に
おいて、上記渦電流の発生を抑制できる部材は、焼結合
金であることを特徴とする流体圧縮機である。

【００１９】

【作用】第１の手段によれば、弁ベースに設けられる複
数の各ポートの位置をケースの中心側に配置することが
でき、電動機７の駆動シャフト１０の上端に固定された
油遮蔽板の直上部に配置することになる。このことによ
り、吐出流路となるポートからの潤滑油の排出量が少な
くなる。そして、弁体の回動角度を小さくすることがで
き、流路の切換え時間が短縮するとともに、弁ベースと
弁体との摺動距離を小さくでき、流路切換弁としての信
頼性の向上に繋げられる。

【００２０】第２の手段によれば、永久磁石で上記弁体
を駆動する前に、永久磁石に助走区間を設け、この助走
区間を利用した慣性力によって上記弁体を駆動すること
ができる。

【００２１】第３の手段によれば、第１の弁体と、第２
の弁体との間に、これらとは別体に設けられたコマを設
け、このコマを用いて上記除霜用の流路を閉塞するよう
にしたので、この第１の弁体と第２の弁体との間に傾き
が生じた場合であっても、閉塞状態が解除されることは
少ない。

【００２２】第４の手段によれば、上記磁極板と弁ベー
スとの間に非磁性体を介装させるようにしたので、磁極
板に発生する磁力の磁路が弁ベースを通じて短絡してし
まうということを有効に防止できる。

【００２３】第５の手段によれば、上記弁体と、永久磁
石あるいはヨークをワンタッチで組み合わせることがで
きる。

【００２４】第６の手段によれば、渦電流の発生を抑制
することで、電磁石の磁束の損失を有効に防止できる。

【００２５】第７の手段によれば、渦電流の発生を抑制
できる部材としては、積層された複数枚の鋼板が望まし
い。

【００２６】第８の手段によれば、渦電流の発生を抑制
できる部材としては、焼結合金が望ましい。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００２８】まず、第１の実施例を図１〜図５に基づい
て説明する。

【００２９】図１に示すように、この流体圧縮機はケー
ス１を具備する。このケース１は、上方に開放する圧力
容器であり、このケース１の上端開口は図に１ａで示す
蓋体によって気密に閉塞（密閉）されている。

【００３０】このケース１内には、ケース１外から吸い
込んだ低圧冷媒を圧縮すると共に圧縮後の高圧冷媒をケ
ース１内に吐出する圧縮部２と、上記蓋体１ａに取り付
けられ、図に４で示す弁体を回転させることでケース１
外への冷媒の吐出流路および上記圧縮部２へ吸込み流路
を切り換える回転形四方切換弁３とが設けられている。

【００３１】上記圧縮部２は、ケース１内の最下部に設
けられたロータリ式の圧縮機構６と、ケース１の中途部
に設けられこの圧縮機構６を駆動する電動機７とからな
る。

【００３２】上記圧縮機構６は、図に８で示す２つのシ
リンダ内でローラ状のピストン９を偏心回転させること
で上記冷媒の圧縮を行うものであり、上記ピストン９は
図に１０で示す駆動シャフトによって保持されている。

【００３３】一方、上記電動機７は、ケース１に固定さ
れた円筒状のステータ７ａと、このステータ７ａ内に設
けられたロータ７ｂとからなるＤＣブラシレスモータで
ある。そして、上記ロータ７ｂは上記駆動シャフト１０
の上端部に固定されている。

【００３４】したがって、この電動機７が作動すること
により、上記駆動シャフト１０を介して上記ピストン９
をシリンダ８内で偏心回転させることができる。このこ
とにより、上記圧縮機構６は図に１５で示す吸込配管か
ら吸込んだ冷媒を上記シリンダ８内で圧縮し、上記ケー
ス１内に吐出するようになっている。

【００３５】また、上記四方切換弁３は、図２に示すよ
うに周方向に９０°間隔で設けられた３つのポート１１
〜１３が形成されてなる弁ベース１４を有する。上記３
つの各ポート１１〜１３は、図に１５〜１７で示す配管
によってそれぞれ室外熱交換器１８、上記ケース１内に
設けられた圧縮機構６、および室内熱交換器１９に接続
され、冷凍サイクルを構成している。

【００３６】すなわち、この四方切換弁３は、ケース１
内に満たされた吐出ガスの流路を上記室外熱交換器１８
側に切り換えることで上記冷凍サイクルに冷房運転を行
わせ、上記室内熱交換器１９側に切り換えることで暖房
運転を行わせるようになっている。

【００３７】以下、この四方切換弁３の構成およびその
制御を図３〜図１０を参照してさらに詳しく説明する。

【００３８】この四方切換弁３（以下、切換弁という）
は、図１に示すように、ケース１の蓋体１ａに固定され
る弁ベース１４と、この弁ベース１４の下面に回転自在
に設けられ動作流体（冷媒ガス）の流路を切り換える弁
体４と、この弁体４に固着され一体的に回転する磁石部
材２０と、この磁石部材２０内側に配置され上記磁石部
材２０に磁力を作用させることで上記弁体４を回動駆動
する磁極切換部２２（磁力発生手段）とを具備する。

【００３９】なお、この四方切換弁３は、上記磁石部材
を上記磁極切換の外側で回動させる構成であることか
ら、「アウター式」と称することとする。

【００４０】上記弁ベース１４は、図３（ａ）に示すよ
うに平面視円形をなし、下端部には上端部よりも大径に
形成された鍔部１４ａを有する。この弁ベース１４の具
体的な材質としては、上記ケース１の蓋体１ａに溶接さ
れるものであることから、炭素鋼、ステンレス鋼、その
他非鉄金属が採用される。

【００４１】また、この弁ベース１４には、上述した３
つのポート１１〜１３がこの弁ベース１４の上面から下
面へと貫通して設けられている。この３つのポート１１
〜１３は、この弁ベース１４の中心軸線Ｌの回りに、周
方向に９０°の間隔で設けられている。

【００４２】これら３つのポート１１〜１３のうちの中
央に位置するポート１２は、図１および図２に示すよう
に、上記圧縮機構８から延出された吸込配管１５に接続
される低圧ガス用ポートとなっており、この低圧ガス用
ポート１２を挟む他の二つポート１１、１３は、それぞ
れ上記室外熱交換器１８および室内熱交換器１９に接続
される第１、第２の接続用ポート１１、１３となってい
る。

【００４３】また、図３（ｂ）に示すように、この弁ベ
ース１４には、下端側を上記ケース１内に突出させた中
心軸２４が固定されている。この中心軸２４は、中心軸
線Ｌ上に設けられ、上記弁体４が回動自在に取着されて
いる。また、上記弁ベース１４の下端部には、上記弁体
４の回動角度を規制するためのストッパ２５（図に網掛
けで示す）が下端部をこの弁ベース１４の下面から若干
量突出させた状態で設けられている。

【００４４】次に、弁体４について図３を参照して説明
する。

【００４５】この弁体４は、円盤状をなし、中心孔４ａ
に上記中心軸２４を挿通させることで、上記弁ベース１
４に対して回動自在に設けられている。また、この弁体
４には、図３（ｄ）に示すように、この弁体４が回動駆
動されることで上記弁ベース１４の３つのポート１１〜
１３のうちの２つを選択的に連通させる凹陥溝２６と、
残りの１つのポートをケース１内に連通させる連通孔２
７とが設けられている。

【００４６】この凹陥溝２６と連通孔２７とは図３
（ｄ）に示すように平面視相似形であり、いずれも周方
向に９０°に亘る円弧形状に形成されている。ただし、
同図に示すように、前者はこの弁体４を貫通せず、後者
は貫通している点で異なるものである。

【００４７】また、同図に示すように、上記連通孔２７
内には、上記弁ベース１４の下面から突設されたストッ
パ２５が位置するようになっている。上記ストッパ２５
がこの連通孔２７の周方向一端あるいは他端に当接する
ことで、上記弁体４の回動角度は９０°の範囲で規制さ
れるようになっている。

【００４８】次に、この弁体４に固定される磁石部材２
０について説明する。

【００４９】この磁石部材２０は、図３（ｂ）および
（ｃ）に示すように、薄肉磁性材料からなる円筒状のヨ
ーク２８と、このヨーク２８の内面に固定された同じく
円筒状の永久磁石２９とからなる。この永久磁石２９は
円周方向に２分割され、Ｎ極部２９ａとＳ極部２９ｂと
から構成されている。

【００５０】この磁石部材２０と上記弁体４とは、上記
弁体４の鍔部４ａの下面に突設された突起３０と上記ヨ
ーク２８に設けられた切欠３１とを互いに係合させるこ
とで相対回転不能に組み合わされかつ互いに接着される
ことで一体化される。

【００５１】次に、この磁石部材２０内に配置された磁
極切換部２２について説明する。この磁極切換部２２
は、図３（ｂ）に示すように、上記中心軸２４の下端部
に取着された電磁石３２と、この電磁石３２の上端およ
び下端から延出されたステー３３（磁極板）とを有す
る。

【００５２】上記電磁石３２は、上記中心軸２４に軸線
を一致させた状態で固着された鉄心３５と、この鉄心３
５に巻線により形成されたコイル３６とからなる。ま
た、上記一対のステー３３はそれぞれ上記鉄心３５の上
端面および下端面に固着されており、それぞれ、上記中
心軸２４を挟んで反対方向に略水平に延出された後、略
垂直に折曲され、この電磁石３２と上記永久磁石２９と
の間に位置するようになっている。

【００５３】そして、上記ステー３３の先端部３３ａ
は、図３（ｃ）に示すように、上記永久磁石２９の内面
と所定の隙間を存して対向するようになっている。

【００５４】すなわち、この磁極切換部２２は、上記電
磁石３２に直流電流を印加することで上記ステー３３の
先端部３３ａをそれぞれ反対の磁性に磁化することがで
き、そしてその磁極を切り換えることで上記永久磁石２
９との間の吸引、反発作用により、上記磁石部材２０お
よび弁体４を回転駆動することができるようになってい
る。

【００５５】一方、上記電磁石３２の上端（ステー３３
の上面）と上記弁体４の下面との間には、上記弁体４を
上方に付勢するためのスプリング３７が介装されてい
る。

【００５６】このスプリング３７の付勢力は、この圧縮
機が作動していない状態、すなわち、この四方切換弁３
に圧力が作用していない状態では、上記弁体４の自重に
よって上記弁体４の上面と上記弁ベース１４の下面との
間に微小な隙間が生じることを許容する程度の強さに調
整されている。

【００５７】次に、この四方切換弁３の組み込みについ
て説明する。

【００５８】まず、上記弁ベース１４を上記蓋体１ａに
設けられた孔に挿入して溶接、固定する。その後上記弁
ベース１４の下面に突設された中心軸２４に、上記一体
化された弁体４および磁石部材２０を取着する。

【００５９】ついで、上記弁体４の下面との間にスプリ
ング３７を挟んだ状態で、上記中心軸２４の下端部に上
記電磁石３２およびステー３３を固定するようにする。

【００６０】また、図２に示すように、上記ケース１の
蓋体１ａの上記切換弁３の弁ベース１４が挿着された部
位の側方に、電動機７および切換弁３（電磁石２２）の
駆動用配線をケース１外に取り出すための第１、第２の
密封端子３９、４０を取着する。

【００６１】そして、図１に示すように上記第１の密封
端子３９に上記電磁石３２からの駆動用配線を接続し、
第２の密封端子４０に上記電動機７から導出された駆動
用配線を接続した後、この蓋体１ａを上記ケース１の上
端に溶接、固定するようにする。このことで、この流体
圧縮機が完成する。

【００６２】次に、この圧縮機（冷凍サイクル）の制御
系について説明する。

【００６３】上記第１、第２の密封端子３９、４０の外
部端子は、それぞれ図１に４１で示す制御部に接続され
ている。この制御部４１は、上記電動機７（圧縮機構
６）を駆動するインバータ回路４２と切換弁３を駆動す
る制御回路４３とを有する。

【００６４】上記インバータ回路４２には、上記第２の
密封端子４０の外部端子から導出された各配線が接続さ
れている。また、上記制御回路４３には、上記第１の密
封端子３９から導出された各配線が接続されている。こ
の制御回路４３は例えば図４（ｂ）に示すように構成さ
れている。

【００６５】すなわち、交流電源４４からの上記電磁石
３２への通電は、図に４５で示すフォトトライアックを
介して行われるようになっている。そして、図に４６で
示すマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）は、フォトトラン
ジスタ４７によって検知された交流の０Ｖ（ゼロクロ
ス）タイミングに対し、上記フォトトライアック４５に
通電するしないを判定し出力するようになっている。し
たがって、上記電磁石３２のコイル３６に印加する電圧
は、図４（ｃ）、図５（ｃ）に示すように半波制御され
るようになっている。

【００６６】すなわち、この制御回路４３は、上記マイ
クロコンピュータ４６の命令に基づき、上記電磁石３２
に対して選択的に正の電流あるいは負の電流を印加する
ことができる。また、図４（ｄ）、図５（ｄ）示すよう
に電流の印加を停止することもできる。

【００６７】このように上記電磁石２３に印加される電
流の正負が切り換えられることで、この電磁石３２は、
上記一対のステー３３をそれぞれ異なる磁極に切り換え
ることができると共に、磁力の発生を停止させることも
できるようになっている。

【００６８】次に、以上述べた切換弁内蔵形圧縮機（空
気調和機）の動作について説明する。

【００６９】まず、停止時の状態について説明する。

【００７０】停止時には、図示しないが、上記弁体４の
自重が上記スプリング３７に伝わり、この弁体４の上面
と上記弁ベース１４の下面との間の接触力が低下し、ガ
スリーク可能な微小な離間が生じている。

【００７１】この状態では、上記弁体４と上記弁ベース
１４との間に生じた微小な隙間を介して上記第１、第２
の接続ポート１１、１３および低圧ガス用ポート１２は
すべて連通している。したがって、この冷凍サイクルの
配管内の圧力はバランスしている。

【００７２】次に、この状態から暖房運転を行う際の制
御について図４（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

【００７３】暖房運転を行う際には、上記制御回路４３
によって、上記電磁石３２に印加する電圧を図４（ｃ）
の波形図に示すように制御する。このことで、図中上方
に延出されたステー３３がＳ極に磁化され、下方に延出
されたステー３３がＮ極に磁化される。

【００７４】したがって、上記磁石部材２０の永久磁石
２９のＮ極部２９ａが上記上方のステー３３に吸引され
ると共にＳ極部２９ｂが下側のステー３３に吸引され、
このことによって上記磁石部材２０は、図５（ａ）、
（ｂ）に示す状態から図４（ａ）、（ｂ）に示す状態へ
と時計方向に回動する。

【００７５】上記磁石部材２０は、上記弁体４と回転方
向に一体的に組み合わされているから、上記弁体４は、
この磁石部材２０と共に回動する。

【００７６】そして、図４（ａ）に示すように、上記弁
ベース１４から突出したストッパ２５が、上記弁体４に
設けられた連通孔２７の周方向一端と当接したならば、
この磁石部材２０および上記弁体４は回動を停止する。

【００７７】このことで、同図に示すように、上記第１
の接続ポート１１と低圧ガス用ポート１２とが上記弁体
４の凹陥溝２６によって互いに連通する。そして、上記
第２の接続ポート１３は、上記連通孔２７を通して、こ
のケース１内に開放する。

【００７８】この状態で、図１に示す上記電動機７を作
動させる。

【００７９】この電動機７が作動することで、上記圧縮
機構６が作動し、上記吸込配管１５から吸込んだ低圧ガ
スの圧縮を行う。圧縮された後の高圧ガスは、上記ケー
ス１内に吐出される。そして、このケース１内に充満し
た高圧ガスは、上記弁体４の連通孔２７を介して上記第
２の接続用ポート１３内に流入する。そして、この高圧
ガスは、この第２の接続ポート１３からケース１外へ吐
出され、図２に示すように、室内熱交換器１９、減圧装
置４８、室外熱交換器１８を順次状態変化を行いながら
通過して、室内の暖房を行う。

【００８０】上記室外熱交換器１８を通過して低圧とな
った低圧ガスは、上記第１の接続ポート１１に流入し、
上記弁体４の凹陥溝２６を通って上記低圧ガス用ポート
１２に導かれ、この低圧ガス用ポート１２から上記吸込
配管１５を通って上記ケース１内の圧縮機構６に導入さ
れる（戻される）。

【００８１】圧縮機構６内に導入された低圧ガスは、再
びこの圧縮機構６によって圧縮され高圧ガスとなって上
記ケース１内に吐出される。ついで、再び上記弁ベース
１４の上記第２の接続ポート１３から室内熱交換器１９
に導入され、この冷凍サイクルの配管内を循環する。

【００８２】なお、この暖房運転中においては、図４
（ｄ）に示すように上記電磁石２２に対する印加電圧は
０に制御される。しかし、このような状態であっても、
上記ステー３３（鉄製）と永久磁石２９との間には吸引
力が働いており、また、ケース１内と上記凹陥溝２６内
との圧力差およびスプリング３７の付勢力とによって上
記弁体４は弁ベース１４に対して密着している。したが
って、図４（ａ）、（ｂ）の切換状態を維持できるよう
になっている。

【００８３】一方、この暖房運転を停止させる場合に
は、上記電動機７を停止させる。このことで、上記ケー
ス１内の圧力が低下するから、上記弁体４と弁ベース１
４との密着状態は解消される。

【００８４】また、上記スプリング３７に弁体４の重さ
が加わるから、この弁体４の自重により、上記スプリン
グ３７が若干圧縮され、この弁体４と弁ベース１４との
間に微小の隙間が生じる。このことにより上記第１、第
２の接続ポート１１、１３および低圧ガス用ポート１２
とが互いに連通し、冷凍サイクル配管内の圧力がバラン
ス（ガスバランス）することになる。

【００８５】このように、ガスバランスが迅速に行われ
るので、上記流体圧縮機を再起動する場合や次に説明す
る冷房運転への切り換えを行うための待ち時間を短縮す
ることができる。

【００８６】次に冷房運転時の制御および動作について
説明する。

【００８７】冷房運転への切換も、暖房運転への切換と
同様に上記電動機７を停止させた状態で行う。

【００８８】この冷房運転へ切り換えは、上記電磁石２
２に印加する電圧を図５（ｃ）の波形図に示すように制
御する。このことで、図４（ａ）、（ｂ）に示す暖房運
転の場合とは逆に、図５中上側に位置する上記ステー３
３がＮ極に磁化され、下側に位置するステー３３がＳ極
に磁化される。このことで、上記磁石部材２０は図４に
示す状態から反時計回りに回動する。

【００８９】上記弁体４は、この磁石部材２０と相対回
転不能に保持されているので、この弁体４は上記磁石部
材２０と共に回動する。

【００９０】なお、このとき、まだ上記電動機７は運転
されていないので上記ケース１内には高圧ガスが満たさ
れていない。したがって上記弁体４と上記弁ベース１４
は密着しておらず過大な吸着力が発生していない。した
がって、上記電磁石３２から上記磁石部材２０（永久磁
石２９）に与えられる低トルクであっても、上記弁体４
は上記磁石部材２０と一緒に容易に回動駆動されること
となる。

【００９１】そして、上記弁ベース１４に突設されたス
トッパ２５が、上記弁体４に設けられた連通孔２７の周
方向他端に当接したならば、図５（ａ）に示すように、
上記磁石部材２０および弁体４は回動を停止する。

【００９２】このことで、暖房時とは逆に、上記第２の
接続ポート１３と低圧ガス用ポート１２とが上記弁体４
の凹陥溝２６によって互いに連通する。そして、上記第
１の接続ポート１１は、上記連通孔２７を通してケース
１内に開放する。

【００９３】この状態で上記電動機７の運転を開始する
と、上記圧縮機構６が作動することによって上記ケース
１内に高圧ガスが満たされ、この高圧ガスと上記凹陥溝
２６内の低圧ガスとの圧力差によって上記弁体４は上記
弁ベース１４の下面に密着させられる。

【００９４】そして、このケース１内の高圧ガスは、こ
のケース１内に開放する上記第１の接続ポート１１を通
ってケース１外へ流出し、図２に示すように、室外熱交
換器１８、減圧装置４８、室内熱交換器１９へと順次状
態変化を行いながら流通し、室内の冷房を行う。

【００９５】そして、上記室内熱交換器１９を通過して
低圧となったガス（低圧ガス）は、この切換弁３の上記
第２の接続ポート１３に流入し、上記凹陥溝２６を通っ
て上記低圧ガス用ポート１２に導かれる。この低圧ガス
用ポート１２を通過した低圧ガスは、上記吸込配管１５
を通って上記ケース１内に設けられた圧縮機構６へと導
入される。

【００９６】なお、この冷房運転中においても、図５
（ｄ）に示すように、暖房運転中と同様に、上記電磁石
３２に対する印加電圧は０に制御される。しかし、この
ような状態であっても、暖房時と同様に、上記ステー３
３と永久磁石２９との間には吸引力が働いており、ま
た、ケース１内と上記凹陥溝２６内との差圧およびスプ
リング３７の付勢力とによって上記弁体４は弁ベース１
４に対して密着している。したがって、図５（ａ）、
（ｂ）の切換状態を維持できるようになっている。以上
説明した構成によれば、以下に説明する効果がある。

【００９７】第１に、空気調和機の配管構造を簡略化す
ることができる効果がある。

【００９８】すなわち、上記暖房運転時あるいは冷房運
転時に、上記弁ベース１４の下面に開口する第１あるい
は２の接続用ポート１１、１３が上記ケース１内に直接
開放することとなるから、高圧ガス用配管が不要にな
る。また、このことに伴い従来高圧ガス用配管に必要だ
った防振措置が不要になる。

【００９９】さらに、上記切換弁３は、従来例の往復式
の摺動弁を用いるものではないから、作動用の電磁弁が
不要となり、これに伴って従来の切換弁と電磁弁との接
続に必要だった毛細管（小径の銅製管）が不要になる。

【０１００】したがって、空気調和機の配管を簡略する
ことができる。また、配管を少なくすることができるこ
とから、切換弁３を内蔵した流体空気調和機の製造が容
易になる。

【０１０１】また、この流体圧縮機では、上記毛細管を
必要としないから、この毛細管の変形による故障を考慮
する必要がなく、信頼性の高い流体圧縮機を得ることが
できる効果もある。

【０１０２】第２に、上記弁ベース１４に設けられた３
つのポート１１〜１３は、従来のように直線上に配置さ
れているのではなく、円周上に配置されている。したが
って、このポートの配置の位置自由度は高く、配管構成
の設計がより容易になる効果がある。

【０１０３】また、図２に示すように上記３つのポート
１１〜１３をケース１の中心寄りに配置することがで
き、上記電動機７の駆動シャフト１０の上端に固定され
た油遮蔽板（図１）の直上部に配置することができる。
このことにより、この四方切換弁３を通してケース１外
へ排出される潤滑油の量を少なくすることができる。す
なわちケース１の中心部では上記潤滑油の飛散量が少な
いから、この位置に吐出側ポートを設けることが有効で
ある。

【０１０４】第３に、流体圧縮機を小形化することがで
きる効果がある。

【０１０５】すなわち、この圧縮機のケース１内に内蔵
された切換弁３は、従来例の直動式の四方切換弁と異な
り弁体４を回転させることで流路を切り換えるタイプの
ものであり、また、作動用の電磁弁を有しないから、そ
の全長を小さくすることができる。

【０１０６】また、上記圧縮機の停止時は、上記弁体４
がその自重によって若干下降するから、上記弁ベース１
４との密着状態が解消され、この弁体４を低トルクで回
動駆動することができる。

【０１０７】この点、従来例においては、上記摺動弁は
常に弁座に密着しており、大きな駆動トルクを必要とし
ていため、大きな駆動トルクを発生させるために上記電
磁弁をある程度大型化せざるを得なかった。

【０１０８】この発明においては、上述したように、上
記弁体４を低トルクで駆動することができるので、その
分、上記弁体４の駆動部すなわち上記磁極切換部２２お
よび磁石部材２０の外径を小型化することができる。

【０１０９】そして、この切換弁３では、弁体４を磁石
部材２０に一体化し、この磁石部材２０を上記弁体４の
下側に位置させると共に、この磁石部材２０内に上記電
磁石３２およびステー３３からなる磁極切換部２２を収
納するようにした。

【０１１０】さらに、この実施例では、上記電磁石３２
の軸線を上記弁ベース１４に固定された中心軸２４の軸
線Ｌに一致させ、略垂直に配設するようにし、この中心
軸線Ｌから外側に向かって、電磁石３２、ステー３３
（磁極板）、永久磁石２９、ヨーク２８の順で配設する
ようにした。

【０１１１】このことで、上記弁体４を駆動するための
機構をすべて上記弁体４の下側に収納することができる
から、この切換弁３をより小形化することが可能とな
る。

【０１１２】これらのことにより、上記ケース１を大型
化することなく、上記切換弁３を上記圧縮機のケース１
内に組み込むことができから、近年の圧縮機の小形化の
傾向にも十分対応することができる効果がある。

【０１１３】また、このことによって、ケース１の蓋部
１ａと弁ベース１４の接続部の全長を短くすることがで
きるため、溶接箇所も小さくなり、ガスリークに対する
信頼性や、溶接作業の作業性も向上する。

【０１１４】第４に、停止時のガスバランスが容易にか
つ迅速に行える効果がある。

【０１１５】すなわち、従来の往復式の摺動弁を有する
四方切換弁の場合には、この摺動弁と弁座との間からの
ガス漏れ（ガスリーク）が生じるのを防止するために、
上記摺動弁を常に弁座に対して密着させる必要があっ
た。

【０１１６】このため、この流体圧縮機を停止させた場
合でも、この切換弁の部分でガスバランスを行うことが
できず、圧縮機構もしくは減圧装置の部分でガスバラン
スが成されるまで長時間待つ必要があった。

【０１１７】しかし、この発明の場合には、圧縮機停止
時に、上記弁体４が自重により若干下がり、上記弁ベー
ス１４との隙間を拡大する。したがって、上記弁ベース
１４に設けられた全てのポート１１〜１３が上記弁体４
の上面との間に生じた微小な隙間を介して連通するか
ら、ガスバランスを迅速に行うことができる。

【０１１８】このことにより、停止後の再起動や、冷房
と暖房の切換を迅速に行える効果がある。

【０１１９】次に、この発明の第２の実施例について説
明する。

【０１２０】この第２の実施例の流体圧縮機は、図６に
５０で示す四方切換弁を有するものである。この四方切
換弁５０は、上記第１の実施例と同様に、上記永久磁石
２９の外側にヨーク２８が設けられ、電磁石３２の外側
で上記ヨーク２８が回動する形式のいわゆる「アウター
形」の回転方四方切換弁である。

【０１２１】なお、この四方切換弁５０以外の構成につ
いては、上記第１の実施例と同様であるので、その説明
は省略する。また、形状が異なっても上記第１の実施例
と略同じ機能を奏する部品については同一の符号を付し
て説明することとする。

【０１２２】上記四方切換弁５０は、図６および図７に
示す弁ベース１４を有する。この弁ベース１４の下面に
弁体４’が取付けられており、図７に示すように、弁ベ
ース１４の中心軸に対して弁体４’の回動中心軸Ｌ’を
上記ケース１の中心から離れる方向に偏心して設けてい
る。そして、上記弁ベース４の中心軸に対する弁体４’
の回動中心軸Ｌ’の偏心方向とは反対側のケース１中心
側に、上記弁体４’の回動中心軸Ｌ’を中心とする円周
上で、かつ５５°間隔で３つのポート１１〜１３が設け
られている。

【０１２３】各ポート１１〜１３のうち中央に位置する
ポート１２はケース１内の圧縮部２に連通する吸込配管
１５に接続される低圧ガス用ポートとなっており、両側
に位置する残りの２つのポート１１、１３は、それぞれ
図７に１８、１９で示す室外熱交換器、室内熱交換器に
接続される第１、第２の接続ポートとなっている。

【０１２４】また、この実施例の弁体４´は、図８
（ｅ）に示すようにこの弁体４´が回動駆動されること
で上記３つのポート１１〜１３のうちの２つを選択的に
連通させる凹陥通路５１と、この凹陥通路５１を保持す
る保持部５２とからなる。この凹陥通路５２は、図８
（ａ）、（ｅ）に示すように、上記ポート１１〜１３間
の間隔に対応する５５°に亘る長さで形成されている。

【０１２５】また、上記弁体４´の下側には、図８
（ｄ）に示すように、上記保持部５２の下面に突設され
た突起５３によってこの弁体４´と回転方向に一体的に
かつ軸方向には若干量移動可能に組み合わされた磁石部
材２０´が設けられている。この磁石部材２０´は、カ
ップ状のヨーク２８と、このヨーク２８の内面に固着さ
れた永久磁石２９とからなる。この永久磁石２９は、図
８（ｃ）に示すように、周方向に２分割され、Ｎ極部２
９ａとＳ極部２９ｂとから構成されている。

【０１２６】また、図８（ｂ）、（ｄ）に示すように、
上記弁体４´とこの磁石部材２０´は、その間に、上記
弁体４を上記弁ベース１４に対して付勢するための波ワ
ッシャ５４（第１の実施例のスプリング３７に相当）を
介在させた状態で組み合わされ、図に５５で示すボルト
によって上記弁ベース１４の下面に回転自在に取着され
ている。

【０１２７】また、上記ボルト５５には、カラー５６が
外挿され、上記磁石部材２０´と弁ベース１４との間に
上記弁体４´の上下移動を可能とするスペースを確保す
るようになっている。

【０１２８】また、上記磁石部材２０´内には、上記永
久磁石２９との吸着あるいは反発力により、この磁石部
材２０´および弁体４´を回動駆動する電磁石３２（磁
極切換部２２）が収納されている。

【０１２９】この電磁石３２は、両端部を、図８（ａ）
〜（ｂ）に５７で示す一対の連結シャフトによって上記
弁ベース１４に固定され上記永久磁石２９内で回転不能
に保持されたコア５８（第１の実施例の鉄心３５に相
当）と、このコア５８に巻線により形成されたコイル３
６とを有する。

【０１３０】このコア５８は、図９および図１０に示す
ように、積層された複数枚の珪素鋼板５９ａと、その両
端に積層されこのコア５８の鍔部５８ａを形成する複数
枚の抜き板５９ｂ（鋼板）とによって形成されている。
上記鋼板５９ａおよび抜き板５９ｂは、図１０にＡで示
す４か所をかしめることで一体化されている。

【０１３１】そして、また、上記コア５８の鍔部５８ａ
には、上記連結シャフト５７が挿通される挿通孔６０が
構成されている。

【０１３２】一方、上記連結シャフト５７は、上記磁石
部材２０´に設けられたスリット６１（図８（ｄ）
（ｅ）に示す）を貫通して設けられており、図８（ｅ）
に示すように、上記弁体４´および磁石部材２０´が上
記弁ベース１４に対して回動駆動された際に、このスリ
ット６１の周方向一端部あるいは他端部と当接すること
で、上記弁体４´の回動角度を５５°に規制するように
なっている。

【０１３３】次に、この四方切換弁５０の動作ついて説
明する。

【０１３４】この四方切換弁５０の電磁石３２は、上記
第１の実施例と同様に、ケース１の蓋体１ａに固着され
た第１の密封端子３９を介して上記制御部４１に設けら
れた制御回路４３に接続されている。

【０１３５】したがって、この制御回路４３からの給電
により、上記電磁石３２のコア５８の一方の鍔部５８ａ
および他方の鍔部５８ｂをそれぞれ異なる磁極に磁化す
ることができ、また、その磁極を切り換えることで上記
磁石部材２０´を介して弁体４´を回動駆動することが
できるようになっている。

【０１３６】このことで、上記弁体４´を５５°の範囲
で回動させ、冷媒の流路を切り換え、上記第１の実施例
と同様に暖房冷房間での運転モードの切換を行うことが
できるようになっている。

【０１３７】このような構成によれば、以下の効果を得
ることができる。

【０１３８】第１に、上記第１の実施例と同様に流体圧
縮機の配管構成を簡略化することができる。また、上記
第１の実施例と同様に、いわゆるアウター形としたか
ら、この四方切換弁５０をコンパクト化することがで
き、取り付け位置の自由度が向上する。このことで、配
管構成の自由度も向上する。

【０１３９】さらに、この実施例では、上記弁体４´の
回動中心軸Ｌ´を、弁ベース１４の中心軸Ｌに対して偏
心させるようにしたから、この弁ベース１４の下面のス
ペースを有効に活用することができ、上記弁体４´の回
動角度を５５°と小さくすることができる。

【０１４０】このことによって、上記各ポート１１〜１
３間の離間角度を５５°とすることができ、流路の切換
時間を短縮できるとともに、弁ベース１４と弁体４’と
の摺動距離を小さくすることができ、流路切換弁の信頼
性を向上することができる。また、上記偏心軸Ｌ´の偏
心方向をこのケース１の中心から離れる方向に設定し、
かつ弁ベース４の中心軸に対する弁体４’の回動中心軸
Ｌ’の偏心方向とは反対側のケース１中心側にポート１
１〜１３を設けたから、ポートに接続する配管の取り付
け位置をケース１の中心側に配設することができ、電動
機７の駆動シャフト１０の上端に固定された油遮蔽板の
直上部に配置することになる。これにより、上記ポート
１１〜１３のうち吐出流路となるポートからの潤滑油の
排出量を少なくすることができて、流体圧縮機の信頼性
の向上を得られる。

【０１４１】第２に、この実施例では、上記永久磁石２
９内に配置された電磁石３２のコア５８を複数の珪素鋼
板５９ａ、５９ｂを積層してなるものとした。これによ
り、渦電流の発生を抑制することでき磁束の損失による
電磁石の性能低下を有効に防止することができる。ま
た、このコア５８ひいては電磁石３２の生産性を向上さ
せることができる効果がある。

【０１４２】すなわち、電磁石のコア部分は、鋳造ある
いは削り出しによって形成されているのが一般的であ
る。しかし、鋳造あるいは削り出しによる一体成形品の
コアは、動作中、その内部に逆向きの磁束を発生させる
渦電流を比較的多く流し、電磁石の効率を低下（磁束を
弱め）させるという欠点がある。

【０１４３】また、この実施例や第１の実施例で説明し
たいわゆるアウタ形の四方切換弁５０（３）の場合に
は、上記電磁石３２は磁石部材２０の永久磁石２９の内
部に配置されることがから、その構成のコンパクト化が
求められ、かつ、小さい電力でできるだけ強い磁束を発
生させることが要求される。したがって、上述した欠点
を排除する必要がある。

【０１４４】この実施例では、上記電磁石３２のコア５
８を、複数の鋼板５９ａ、５９ｂを積層し、両端部
（Ａ）を積層方向にかしめてなる構成とした。このよう
な構成によれば、渦電流を上記鋼板５９ａの間の空気層
で遮断し、この渦電流の発生を抑制することができる。
したがって、磁束の損失を防止してこの電磁石３２の効
率を向上させることが可能になる。

【０１４５】また、削り出しにより上記鍔部を有するコ
アを作成することは量産に不向きであったが、上述した
積層形にすることにより、打ち抜き・プレスのみにより
作成することができるようになる。このことでコア５８
および電磁石３２の生産性を向上させることができる効
果がある。

【０１４６】なお、この電磁石のコア５８は、上述した
構成に限定されるものではない。第１に、図１１（ａ）
に示すように、上記コイル３６をコア５８とは別体に形
成された筒状のボビン６２に巻線により形成し、かつ、
このボビン６２の両端側からそれぞれ、図に示すように
２分割されたコア５８（複数枚の鋼板５９ａの一端部に
抜き板５９ｂを積層してなるもの）を挿入し互いに組み
合わせることにより電磁石３２を構成するようにしても
良い。また、上記コア５８を、同図（ｂ）図に示すよう
に３分割により構成するようにしても良い。

【０１４７】このような構成によれば、電磁石３２の成
形が容易に行える効果がある。すなわち、上述したボビ
ン６２に巻線してコイル３６を作成することは、鍔５８
ａのあるコア５８に直接巻線を施す場合に比較して容易
であり、このように作成したコイル３６に上記２分割あ
るいは３分割されたコア５８を後付けすることで電磁石
３２を容易に製造することができる効果がある。

【０１４８】また、このように構成された電磁石３２で
あっても、上記実施例と同様にコア５８が積層形である
ので、渦電流の発生を有効に防止でき、その効率を従来
のものよりも向上させることが可能である。

【０１４９】なお、電磁石３２のコア５８は、上述した
ように渦電流の発生を抑制できる部材で構成されていれ
ば良く、この実施例で説明した積層形に限定されるもの
ではない。

【０１５０】例えば、焼結合金で上記コア５８を製造す
ることも考えられる。

【０１５１】この焼結合金を用いてコア５８を作成する
ことの利点としては、渦電流の発生を防止できることの
他に、上述した鍔部５８ａを含むコア５８の形状を直接
的に形成することが容易であり事後加工も必要ないこと
からコスト的メリットが高いという点があげられる。

【０１５２】なお、以上述べたこの実施例の電磁石３２
は、前記第１の実施例だけでなく、第３の実施例以降に
説明するいわゆるインナー形の切換弁に用いられる電磁
石３２にも適用可能である。

【０１５３】次に、第３の実施例について図１２〜図１
７を参照して説明する。

【０１５４】この第３の実施例の流体圧縮機の要部を図
１２に示す。この流体圧縮機に内蔵される四方切換弁６
５は、上記弁ベース１４および弁体４については上記第
１の実施例で記載した四方切換弁３と同じ構成を有する
ものであるが、図１３（ａ）、（ｃ）に示すように、電
磁石３２が弁ベース１４の外側に設けられこの電磁石３
２から延出されたステー３３の内側で上記磁石部材２０
が回転する構成のいわゆる「インナー形」である点で異
なるものである。

【０１５５】以下、この第３の実施例に適用される四方
切換弁６５について説明する。なお、上記第１の実施例
と同一の構成要素については、同一符号を付してその詳
しい説明は省略する。

【０１５６】すなわち、図１５および図１３（ｃ）に示
すように、上記磁石部材２０は、上記第１、第２の実施
例と異なり、ヨーク２８の外面に永久磁石２９（２９
ａ、２９ｂ）が固着されてなる。

【０１５７】また、上記磁極切換部２２は、図１３
（ｃ）に示すように、上記磁石部材２０の外側に配置さ
れた電磁石３２と、この電磁石３２の鉄心（コア）３５
の両極から略平行に延出され、先端部３３ａを上記永久
磁石２９の外面に対向させた帯板状のステー３３（磁極
板）とからなる。

【０１５８】上記３３の先端部３３ａは、図１３（ｃ）
に示すように、上記永久磁石２９の外面に沿うように曲
成され、その曲成半径は内面が上記永久磁石２９の外面
と所定の隙間を存するように、上記永久磁石２９の外径
よりは若干大きく設定されている。そして、上記一対の
ステー３３の先端３３ａの最先端は、周方向に約９０°
の角度をなして離間するように設定されている。

【０１５９】このような構成によれば、上記第１の実施
例と同様に、上記制御部４１の制御回路４３からの電流
印加によって、上記一対のステー３３をそれぞれ異なる
磁極に磁化することができ、その磁極を切り換えること
も可能である。

【０１６０】したがって、上記ステー３３と上記永久磁
石２９（Ｎ極部に２９ａ、Ｓ極部２９ｂ）との吸引、反
発力により、上記弁体４を回動駆動でき、冷媒の流路を
切り換えることができるようになっている。

【０１６１】ところで、上記第１の実施例では、上記弁
体４と上記磁石部材２０とを、上記弁体４に突設された
突起３０と上記ヨーク２８に設けられた切欠３１とを係
合させることで両者を回転不能に組み合わせていたが、
この実施例では、図１４および図１５に示すように、上
記ヨーク２８に設けられた切欠６６の周方向の寸法角度
βを上記弁体４に設けられた突起６７の周方向の寸法角
度αよりも大きく設定し、両者を組み合わせることで、
図１６に示すように、上記弁体４と磁石部材２０とを相
対角度（βーα）だけ回動可能としている。

【０１６２】従って、上記弁体４の回動角度は、上記ス
トッパ２５と連通孔２７とによって上記第１の実施例と
同様に周方向に９０°に規制されるが、上記磁石部材２
０の回動可能角度は、それよりも大きく（９０°＋２×
（βーα））となる。

【０１６３】すなわち、この暖房運転への切換における
四方切換弁６５の動作時には、上記磁石部材２０は、上
記弁体４に対して角度（βーα）に対応する助走距離が
設定されることとなる。そして、この磁石部材２０が
（βーα）だけ助走した後に、上記切欠６６の周方向一
端と上記弁体４の突起６７とが係合するから、上記弁体
４は回動を開始することとなる。

【０１６４】このことで、上記弁体４には、回動開始
時、上記電磁石３２の磁力切換による回動トルクに加
え、助走による慣性力が加わることとなる。そして、こ
のことにより上記弁体４は上記弁ベース１４との間の静
止摩擦力に抗して回動を開始することとなる。

【０１６５】したがって上記寸法角度βーαは、上記弁
体４と弁ベース１４との間に加わる上記静止摩擦力に打
ち勝つ慣性力が得られる大きさに設定するようにする。
例えば、上記弁体４が上記弁ベース１４に対して０．１
ＭＰａの圧力で押し付けられている場合には、上記角度
（βーα）は例えば２６．５°に設定される。

【０１６６】そして、この弁体の回動が９０°で停止し
た後も、上記磁石部材２０は回動を続け、さらに角度
（βーα）だけ余分に回動して停止する。このことで、
冷房運転への切換時にも、上記磁石部材２０には、角度
（βーα）の助走区間が設定されることとなる。以上述
べたこの切換弁による暖房および冷房への切換は、図１
３（ｃ）および（ｄ）に示した。

【０１６７】なお、上記磁極切換部２２のステー３３は
鉄製であるから、上記永久磁石２９との間に、電磁石に
よる発生磁力の他に、両者の間には吸引力が生じてい
る。すなわち、図１８に示すように、一定の電流（０．
５Ａ）を印加した場合および電流を印加しない場合（０
Ａ）でも、上記磁石部材２０に加わる回転トルクは全角
度に亘って一定にはならない（リップル現象）。

【０１６８】この実施例では、この現象に着目し、暖房
あるいは冷房モードに切り換えた状態において、電流を
印加しない状態（０Ａ）でも必要な保持トルクＴ１を得
られ、かつ電流を印加した場合（５Ａ）には、上記磁石
部材２０の回動開始時に最大のトルクＴ２を得られるよ
うに、上記磁石部材２０と上記弁体４の相対組み合わせ
角度を決定している。

【０１６９】なお、この実施例の構成においては、電流
印加時に最大のトルクＴ２が得られかつ電流非印加時に
も必要な保持トルクＴ１を得ることができる角度は、ト
ルク中立位置（０°）から約２８°ずれた位置であるこ
とが演算および実験等から分かっている。したがって、
この２８°に対応する位置で上記磁石部材２０が停止す
るように、上記弁体４と磁石部材２０の相対組み合わせ
角度を調整するようにすれば良い。

【０１７０】また、この実施例では、四方切換弁６５の
上記電磁石３２から延出されたステー３３と、上記永久
磁石２９との隙間を保持するために以下の構成を有す
る。

【０１７１】すなわち、図１２および図１３（ｂ）、
（ｅ）に示すように、上記弁ベース１４の外縁部の下面
に円筒形のホルダー６８を固着し、このホルダー６８の
内部に上記ステー３３の先端部３３ａを保持するように
している。さらに、ステー３３の先端部３３ａと上記弁
ベース１４の下面との間には、非磁性体からなるマウン
ト６９を介装させるようにしている。

【０１７２】以上述べたこの第３の実施例によれば、以
下に説明する効果がある。

【０１７３】第１に、上記第１の実施例と同様にこの流
体圧縮機の配管構成を簡略化し、コンパクトな流体圧縮
機を得ることができる効果がある。

【０１７４】すなわち、従来の構成であると、四方切換
弁と電磁弁とを接続するための毛細管等の配管が必要で
あり、また、このケースから外側に取り出される配管の
位置が制限されるから、その取り回しが困難となってい
た。

【０１７５】しかし、この四方切換弁によれば、上述し
たような毛細管は不要であり、また、回転式としたか
ら、ケース１から取り出す配管の配置（各ポート１１〜
１３の位置）も円周上に集約することができる。また、
配管の配置自由度も向上する。

【０１７６】第２に、上記弁ベース１４と弁体４の静止
摩擦力が大きい状態であっても、上記弁体４を回動駆動
し流路切り換えを行うことができる。

【０１７７】すなわち、第１の実施例において、上記圧
縮部２を停止させた際、上記弁体４と弁ベース１４との
間に隙間が生じることにより上記弁体４の回動に必要な
力を軽減することができる旨述べた。そして、これによ
り、上記電磁石３２のコンパクト化を図れかつ上記弁体
４の回動駆動を迅速に行うことができることを述べた。

【０１７８】しかし、上記ケース１内の圧力が下がり、
上記弁体４と弁ベース１４とが離間するまでには一定の
時間がかかる。例えば、同じ構成でこの実施例のような
助走区間を設定しない構成においては、図１７の表に示
すように、上記弁体４と弁ベース１４間の最高圧力差が
０．０８ＭＰａにまで低下しなければ上記弁体４の駆動
を行えないということがある。

【０１７９】しかし、この実施例の構成によれば、上記
磁石部材２０の慣性力を利用することで、上記弁体起動
時のトルクを大きくすることができるので、最高圧力差
が０．１ＭＰａ程度であっても上記弁体４を駆動するこ
とができるようになる。

【０１８０】したがって、上記ケース１内の圧力が下が
りきらない場合であっても、上記弁体４の駆動を開始す
ることができる。このため、より迅速に運転切り換えを
行うことができる効果がある。

【０１８１】また、上記弁体４を上方に押し付けるスプ
リング３７の力を第１の実施例よりも強く設定すること
ができ、また、場合によっては、このようなスプリング
３７を不要とできる効果もある。したがって設計の自由
度が向上する効果がある。

【０１８２】第３に、上記実施例では、上記ステー３３
の先端部３３ａと上記弁ベース１４との間に非磁性材料
からなるマウント６９を介在させるようにしたので、弁
ベース１４の材料として取扱いの容易な磁性材料を採用
することができる。

【０１８３】すなわち、上記ステー３３（磁極板）を上
記弁ベース１４の下面に直接固着することもできるが、
このような構成にすると、磁路の構成が上記一対のステ
ー３３間を弁ベース１４で直結してなる短絡回路となっ
てしまうという不具合がある。したがって、このような
事態を避けるために上記弁ベース１４を非磁性材料で形
成しなければならないということになる。

【０１８４】しかし、非磁性材料のなかでも、寸法安定
性のなる非磁性材料は高価であり、かつ、ろう付け（ケ
ースの蓋体に対するろう付け）の面で使用しずらい材料
が多いということがある。このため、全体としてコスト
高になってしまうということがあった。

【０１８５】しかし、この実施例の構成によれば、上記
ステー３３と弁ベース１４との間に非磁性材料からなる
マウント６９を介在させ、磁路の短絡を防止するように
したので、上記弁ベース１４の材質として磁性材料を採
用することができる。

【０１８６】このことで、上記ケース１とのろう付けが
容易に行える他、製造コストを抑制することができる効
果がある。

【０１８７】なお、この実施例では、上記弁体４側に突
起６７を設け、この突起６７を上記磁石部材２０のヨー
ク２８に設けられた切欠６６内で移動させるようにした
が、このような構成に限定されるものではなく、上記ヨ
ーク２８側に突起を形成し、上記弁体４に設けられた切
欠内を移動させるようにしても良い。

【０１８８】また、この構成は、前記第１、第２の実施
例で述べたアウター形の四方切換弁にも適用可能であ
る。この場合には、この実施例と同様に上記ヨーク２８
に切欠６６を設けても良いし、上記永久磁石２９を加工
して切欠を設けるようにしても良い。なお、この場合に
は、上記弁体４は非磁性材料で形成されている必要があ
る。

【０１８９】次に、第４の実施例について図１９〜図２
８を参照して説明する。

【０１９０】この第４の実施例の流体圧縮機に用いられ
る流路切換弁７０は、図１９および図２１に示すよう
に、上記第３の実施例で述べた四方切換弁６５と同じく
インナ形である。しかし、この流路切換弁７０は、上記
第１〜第３の実施例で述べた各四方切換弁と異なり、五
方切換弁となっている。

【０１９１】以下、この五方切換弁７０について説明す
る。

【０１９２】この五方切換弁７０は、図２０に示すよう
に周方向に９０°間隔で設けられた冷暖房切換用の３つ
のポート１１〜１３の他に、これらよりも細径で形成さ
れた除霜用ポート７１を有する。上記３つの各ポート１
１〜１３は、それぞれ室外熱交換器１８、吸込配管１５
および室内熱交換器１９に接続され、冷凍サイクルを構
成している。また、上記除霜用ポート７１はバイパス管
７５によって上記室外熱交換器１８に接続され除霜回路
を構成している。

【０１９３】すなわち、この流体圧縮機は、第１〜第３
の実施例で述べた冷暖運転モードへの切換に、除霜運転
モードへの切換を含めた五方切換を行うように構成され
ている。

【０１９４】次に、この五方切換弁７０の構成を図２１
（ｂ）他を参照して詳しく説明する。

【０１９５】この五方切換弁７０は、上記ケース１の蓋
体１ａに取着された弁ベース１４と、この弁ベース１４
の下面に回転自在に設けられ動作流体（冷媒ガス）の流
路を切り換える第１の弁体７２と、この第１の弁体７２
の下面に同じく回転自在に設けられた第２の弁体７３
と、上記第１、第２の弁体７２、７３の外周面に取り付
けられる磁石部材２０´と、この磁石部材２０´に磁力
を作用させることで上記第１、第２の弁体７２、７３を
回動駆動し、流路を切り換える磁極切換部２２´と、こ
の切換弁７０を覆うホルダ６８とを具備する。

【０１９６】図２１に示すように、上記弁ベース１４に
は、上述したように、この弁ベース１４を軸方向に貫通
する上述した３つのポート１１〜１３と、除霜用ポート
７１とが設けられている。また、この弁ベース１４の上
記鍔部１４ａの下面には、図２１（ａ）、（ｂ）に７４
で示すストッパが突設されている。

【０１９７】次に、上記第１の弁体７２について説明す
る。

【０１９８】この第１の弁体７２は、図２１（ｂ）に示
すように、その中央部に設けられた中心孔７２ａに上記
弁ベース１４の下面から突設された中心軸２４を挿通さ
せることで、この弁ベース１４に対して回転自在に取り
付けられている。

【０１９９】図２２に示すように、この第１の弁体７２
の上面には、図に２６で示す凹陥溝が周方向に約９０°
に亘って設けられている。この凹陥溝２６は、第１の実
施例と同様に、縦断面半円形状に形成された内面を有す
る通路であり、第１の弁体７２が９０°回動させられる
ことで、上記３つのポート１１〜１３のうち９０°間隔
で隣合う２つのポートどうしを連通させるように切り換
えられるように構成されている。

【０２００】また、この第１の弁体７２には、この第１
の弁体７２を軸方向に貫通する第１、第２の貫通孔７
６、７７が周方向に９０°間隔で設けられている。この
第１、第２の貫通孔７６、７７は、上記凹陥溝２６の幅
に比べて小径に形成されている。

【０２０１】さらに、この第１の弁体７２の上面の径方
向外縁部には、この第１の弁体７２が上記弁ベース１４
に取り付けられた場合に、この弁ベース１４の下面に突
設された上記ストッパ７４が挿入される案内溝７８が凹
設されている。

【０２０２】この案内溝７８は、周方向に９０°の範囲
に亘って設けられたもので、上記第１の弁体７２が回動
駆動された場合に、この案内溝７８の周方向一端および
他端を上記ストッパ７４と当接させることで、この第１
の弁体７２の回動範囲（最大回動角）を９０°に規制す
るようになっている。

【０２０３】なお、図２２（ａ）に示すように、上記第
１の弁体７２の上面には、この第１の弁体７２と上記弁
ベース１４との連通部分を気密にシールするために、上
記凹陥溝２６の回りにシール部材２６ａが、第１の貫通
孔７６の回りにシール部材７６ａが、第２の貫通孔７７
の回りにシール部材７７ａがそれぞれ一体的に形成され
ている。また、上記案内溝７８の回りに形成されたシー
ル部材７８ａは上記弁ベース１４と上記第１の弁体７２
との隙間を所定の値に維持するためのものである。

【０２０４】なお、上記凹陥溝２６と上記第１、第２の
貫通孔７６、７７の位置関係から、図２６（ａ）に示す
ように上記第２の接続ポート１３が上記第１の貫通孔７
６と連通した場合には、上記第１の接続ポート１１と上
記低圧ガス用ポート１２とが上記凹陥溝２６によって互
いに連通すると共に、上記除霜用ポート７１は上記第２
の貫通孔７７と連通するようになっている。

【０２０５】また、図２８（ａ）に示すように、上記第
１の接続ポート１１が上記第２の貫通孔７７に連通した
場合には、上記第２の接続ポート１３と上記低圧ガス用
ポート１２とが上記凹陥溝２６によって互いに接続され
ると共に、上記除霜用ポート７１は上記第１の貫通孔７
６に連通するようになっている。

【０２０６】そして、上記第１、第２の貫通孔７６、７
７は、後述する前記第２の弁体７３によって閉塞されな
い限り、上記ケース１内に連通するようになっている。

【０２０７】また、図２２に示すように、この第１の弁
体７２の上端部は、この第１の弁体７２の径方向外側に
若干量突出する鍔状のフランジ部７２ｂとなっている。
このフランジ部７２ｂの下端側の外面の周方向に沿う所
定位置には、前記磁石部材２０´と係合する位置決め用
の第１の凸部７９が径方向外側方向に突設されている。
この第１の凸部７９は、周方向に１８０°離間して２つ
設けられている。

【０２０８】次に、この第１の弁体７２の下面に取着さ
れる第２の弁体７３について説明する。

【０２０９】この第２の弁体７３は、図２３に示すよう
なもので、その中央部に設けられた中心孔７３ａに、上
記弁ベース１４から上記第１の弁体７２を貫通して突出
した上記中心軸２４を挿通させることで、上記弁ベース
１４および第１の弁体７２に対して回動（回転）自在に
取り付けられる。（図２１（ｂ）） この第２の弁体７３の上面には、図２３に８０〜８２で
示す第１〜第３の座ぐりが上記中心孔７３ａの回りに１
２０°間隔で設けられ、各座ぐりには、それぞれ第１〜
第３のシール用コマ８３〜８５が挿入されている。

【０２１０】この第１〜第３のシール用コマ８３〜８５
は、アルミなどの比較的軽い鋼材で成形され、上記第１
の弁体７３に設けられた第１、第２の貫通孔７６、７７
よりも大径に形成された円柱状をなし、必要に応じてこ
れらを閉塞することができるようになっている。

【０２１１】また、この第１〜第３のシール用コマ８３
〜８５を保持する座ぐり８０〜８２は、上記各シール用
コマ８３〜８５の外径よりも若干大きな内径を有し、上
記シール用コマ８３〜８５を若干移動可能に保持してい
る。

【０２１２】また、上記第２、第３のシール用コマ８
４、８５（第２、第３の座ぐり８１、８２）の間には、
図２３に示すように、この第２、第３のシール用コマ８
４、８５の配置された同心円上に位置しこの第２の弁体
７３を軸方向に貫通する第１、第２の通孔８６、８７が
形成されている。

【０２１３】この第１、第２の通孔８６、８７は、上記
第１の弁体７２の下面に開口する前記第１、第２の貫通
孔７６、７７と略同じ径に形成され、これらと一致対向
することで、これら第１、第２の貫通孔７６、７７を上
記ケース１内に連通させるようになっている。

【０２１４】また、図２３に示すように、上記第２のシ
ール用コマ８４と、上記第２の通孔８７の位置関係は、
上記中心孔７３ａと中心として９０°の角度をなすよう
に設定され、上記第３のシール用コマ８５と上記第１の
通孔８６の位置関係も同じく９０°をなすように設定さ
れている。

【０２１５】したがって、図２６（ｂ）に示すように、
この第２の弁体７３の第２の通孔８７が、上記第１の弁
体７２に設けられた第１の貫通孔７６に対向（連通）し
た場合には、この第２の弁体７３に保持された上記第２
のシール用コマ８４は上記第１の弁体７２の上記第２の
貫通孔７７を閉塞するようになっている。

【０２１６】また、図２７（ｂ）に示すように、上記第
２の弁体７３の第１の通孔８６が上記第１の弁体７２に
設けられた上記第２の貫通孔７７と対向した場合には、
上記第２の弁体７３に保持された上記第３のシール用コ
マ８５が第１の弁体７３の上記第１の貫通孔７６を閉塞
するようになっている。

【０２１７】すなわち、この第２の弁体７３は、上記第
１の弁体７２に設けられた第１、第２の貫通孔７６、７
７のうち、どちらか一つのみをケース１内に連通させ、
他の一つは上記シール用コマ８３〜８５のいずれかを用
いて閉塞するという機能を奏するものである。

【０２１８】また、この第２の弁体７３の外周面には、
図２３に８８で示す第２の凸部がこの弁体７３の径方向
外側に突設されている。この第２の凸部８８は後述する
磁石部材２０´のヨーク２８に設けられた切欠８９と係
合して、この第２の弁体７３と上記磁石部材２０´とを
相対回転不能に結合するためのものである。これについ
ては、後で詳しく説明する。

【０２１９】なお、この第２の凸部８８は、図に示すよ
うに、周方向に３０°＋α°（αは上記第１の弁体７２
に設けられた第１の凸部７９の幅）の幅で形成されてい
ると共に、互いに周方向に１８０°離間した位置に２つ
突設されている。

【０２２０】次に、上記第１、第２の弁体７２、７３の
外側に取着された前記磁石部材２０´について説明す
る。

【０２２１】この磁石部材２０´は、図２４および図２
５に示すように、上記第１、第２の弁体７２、７３に外
挿される薄肉円筒状のヨーク２８と、このヨーク２８の
外面に固定された永久磁石２９とからなる。

【０２２２】上記ヨーク２８の上端部には、図２４およ
び図２５に８９で示す切欠が設けられている。この切欠
８９は、周方向に３０°＋α°（上記第２の凸部８８と
同幅）の幅で設けられたもので、このヨーク２８の周方
向に互いに１８０°離間して２つ設けられている。

【０２２３】上記第１、第２の弁体７２、７３は、それ
ぞれの外周面に突設された第１、第２の凸部７９、８８
を、図２５に示すように上記切欠８９内に位置させた状
態で、この磁石部材２０´と組み合わされるようになっ
ている。

【０２２４】図２５に示すように、上記第２の弁体７３
とこの磁石部材２０´は、上記第２の凸部８８と上記切
欠８９とが同じ幅で形成されているので、相対回転不能
に組み合わされている。また、上記第１の弁体７２は上
記第１の凸部７９の幅が上記切欠８９よりも狭いので、
図に矢印で示すように回動自在となっている。具体的に
は、この第１の弁体７２は、この磁石部材２０´および
上記第２の弁体７３に対して周方向に３０°の範囲で回
動自在となっている。

【０２２５】また、上記ヨーク２８の外周面に固定され
た上記永久磁石２９は、１８０°間隔で２分割され、そ
れぞれＮ極部２９ａとＳ極部２９ｂとから構成されてい
る。この磁石部材２９は、前記磁極切換部２２´からの
磁力切り換え（吸引および反発）によって駆動されるよ
うになっている。

【０２２６】なお、前述したように磁極切換部２２´の
構成は、上記第３の実施例と同じであり、また、上記磁
極切換部２２´のステー３３の外側面は、上記ホルダ６
８によって覆われている。また、上記第１、第２の弁体
７２、７３は、図２１に前記スプリング３７で弁ベース
１４側へ付勢されている。

【０２２７】次に、この五方切換弁７０を用いた流体圧
縮機の動作について説明する。

【０２２８】まず、停止時の状態について説明する。

【０２２９】停止時には、上記第１、第２の弁体７２、
７３が上記スプリング３７の付勢力に抗して若干量下降
するので、上記第１、第２の接続ポート１１、１３、低
圧ガス用ポート１２および除霜用ポート７１はすべて連
通する。したがって、この冷凍サイクルの配管内の圧力
はバランスしている。

【０２３０】次に、この状態から暖房運転を行う際の制
御について図２６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

【０２３１】暖房運転を行う際には、上記制御回路４３
によって、上記磁極切換弁部２２´の電磁石３２に印加
する電圧を図２６（ｃ）の波形図に示すように制御す
る。このことで、図中上側に位置するステー３３がＳ極
に磁化され、下側に位置するステー３３がＮ極に磁化さ
れる。このことによって上記磁石部材２０´は時計方向
に回動する。

【０２３２】上記第２の弁体７３は、上述したように上
記磁石部材２０´に対して相対回転不能に組み合わされ
ている。また、上記第１の弁体７２は第２の弁体７３に
よって支持されている。したがって、上記第１、第２の
弁体７２、７３は、上記磁石部材２０´と共に回動す
る。

【０２３３】そして、図２６（ａ）に示すように、上記
ストッパ７４が、上記第１の弁体７２の案内溝７８の周
方向一端と当接したならば、この第１の弁体７２のみが
回動を停止する。

【０２３４】このことで、図２６（ｂ）に示すように、
上記第１の接続ポート１１と低圧ガス用ポート１２とが
この第１の弁体７２に設けられた凹陥溝２６によって連
通する。そして、上記第２の接続ポート１３は、この第
１の弁体７２に設けられた第１の貫通孔７６に対向する
と共に、上記除霜用ポート７１は上記第２の貫通孔７７
に対向する。

【０２３５】さらに、図２６（ｂ）に示すように、この
第１の弁体７２に設けられた第１の凸部７９が上記磁石
部材２０´のヨーク２８に設けられた切欠８９の周方向
一端と当接したならば、上記磁石部材２０´および第２
の弁体７３の回動は停止する。

【０２３６】このことで、同図に示すように、上記第１
の弁体７２に開口する上記第２の貫通孔７７は、この第
２の弁体７３に設けられた第２の座ぐり８１内に保持さ
れた第２のシール用コマ８４によって閉塞される。

【０２３７】一方、上記弁ベース１４に設けられた第２
の接続ポート１３は、この第１の弁体７２の第１の貫通
孔７６および上記第２の弁体７３の第２の通孔８７を介
して上記ケース１内に連通することとなる。

【０２３８】この状態で、図１に示す上記電動機７を作
動させる。

【０２３９】上述した状態では、上記除霜用ポート７１
は、上記第２のシール用コマ８４によって閉塞されてい
るので、冷媒は、上記第１の実施例の暖房運転と同様の
経路で冷凍サイクル内を流通する。このことで室内の暖
房が行われることとなる。なお、この間、上記ケース１
内は高圧に保たれ上記除霜ポート７１に連通する上記第
１の弁体７２の第２の貫通孔７８内は低圧となっている
から、その差圧によって、上記第２のシール用コマ８４
はこの第２の貫通孔７８（第１の弁体７２側）に吸着保
持されることとなる。

【０２４０】また、このとき、上記第２の弁体７３側に
衝撃が加わったり、この第２の弁体７３が傾いたりした
場合でも、上記第２のシール用コマ８４とこの第２の弁
体７３とは一体化されておらず、この第２のシール用コ
マ８４は上記第２の貫通孔７８を閉塞するかたちで上記
第１の弁体７２に吸着保持されている。したがってその
閉塞状態が失われるということは少ない。

【０２４１】以上述べたようにして、この冷凍サイクル
は暖房運転を行うのであるが、長時間運転していると、
室外熱交換器１８の冷媒流通パイプや放熱フィンに着霜
が生じることがある。着霜が生じると、上記室外熱交換
器１８の熱交換効率が低下し、冷凍サイクルの性能が低
下する。このため、定期的に除霜運転を行う必要があ
る。次に、この除霜運転について説明する。

【０２４２】この除霜運転は、暖房運転中（圧縮部２の
運転中）に行う。すなわち、図２６に示す状態から、図
２７（ｃ）の波形図に示すように、上記磁極切換部２２
´の電磁石３２に印加する電圧を制御する。このこと
で、図２６（ａ）に示す場合とは逆に、図中上側に位置
するステー３３がＮ極に磁化され、下側に位置するステ
ー３３がＳ極に磁化される。

【０２４３】このことで、上記磁石部材２０´とこの磁
石部材２０´に固定された上記第２の弁体７３は図２６
（ｂ）に矢印で示す反時計方向に回動する。

【０２４４】なお、このとき、上記第１の弁体７２は暖
房運転時の状態を保ち、回動しない。これは、この暖房
運転中は、上記第１の弁体７２の凹陥溝２６内には低圧
ガスが満たされており、高圧ガスが満たされているケー
ス１の内部と比較して低圧であり、したがって、この圧
力差によって、この第１の弁体７２と弁ベース１４とは
気密に密着し、両者の間には上記磁極切換部２２´の駆
動トルク以上の静止摩擦力が発生しているからである。

【０２４５】一方、上記第１の弁体７２と上記第２の弁
体７３は、上記高圧ガスと低圧ガスとの圧力差によって
押し付けられることはなく、上記スプリング３７によっ
て保持されているのみである。

【０２４６】したがって、これらの間に生じる静止摩擦
力は、上記第１の弁体７２と第２の弁ベース１４との間
に生じる静止摩擦力よりもかなり小さいものとなってい
おり、かつ上記磁極切換部２２´の駆動トルクより小さ
く設定されている。

【０２４７】したがって、上記第２の弁体７３のみが上
記第１の弁体７２とは独立して上記磁石部材２０´と共
に回動する。

【０２４８】上記磁石部材２０´と第２の弁体７３は一
体的に回動し、図２７（ｂ）に示すように、上記第１の
弁体７２に設けられた第１の凸部７９が上記磁石部材２
０´のヨーク２８に設けられた切欠８９の周方向他端部
に当接したならば、上記第２の弁体７３と磁石部材２０
´は回動を停止する。

【０２４９】このことにより、図２７（ｂ）に示すよう
に、上記除霜用ポート７１に連通する上記第１の弁体７
２の第２の貫通孔７７は上記第２の弁体７３に設けられ
た第１の通孔８６に対向してケース１内に開放する。ま
た、上記第２の接続ポート１３に連通する第１の弁体７
２の第１の貫通孔７６は、第３のシール用コマ８５によ
って閉塞される。

【０２５０】このことにより、ケース１内に満たされた
高温の高圧ガスが、上記第１の通孔８６、第２の貫通孔
７７および除霜用ポート７１を介して、上記バイパス管
７５に流れ込み、室外熱交換器１８に直接供給されるこ
ととなる。したがって、上記室外熱交換器１８の除霜が
行われることとなる。

【０２５１】一方、上記弁ベース１４と上記第１の弁体
７２との間にはこの第１の弁体４に一体形成されたシー
ル部材２６ａ、７６ａ、７７ａ、７８ａによって所定寸
法の隙間が形成されているので、この隙間に連通する上
記第２の接続ポート１３にも上記ケース１内の高温高圧
ガスが流れこむことになる。したがって、暖房運転が継
続される。

【０２５２】このため、暖房運転を継続しながら室外熱
交換器１８の除霜運転が行えることになる。

【０２５３】このようにして上記室外熱交換器１８の除
霜が終了したならば、上記磁極切換部２２´に印加する
電圧を再び図２６（ｃ）の波形図に示すように切換え、
元の暖房運転の状態（図２６（ａ）、（ｂ））に戻すよ
うにする。

【０２５４】一方、この暖房運転を停止させる場合に
は、上記電動機７を停止させる。このことで、上記ケー
ス１内の圧力が低下するから、上記第１の弁体４と弁ベ
ース１４との密着力は解消される。

【０２５５】また、第１、第２の弁体４、５は、その自
重により、上記スプリング５６を若干圧縮して下降し、
弁ベース１４との間に微小の隙間を生じさせる。このこ
とにより上記第１、第２の接続ポート１１、１３および
低圧ガス用ポート１２とが互いに連通し、冷凍サイクル
配管内の圧力がバランス（ガスバランス）することにな
る。

【０２５６】このように、ガスバランスが迅速に行われ
るので、上記流体圧縮機を再起動するための待ち時間を
短縮することができる。

【０２５７】次に冷房運転時の制御および動作について
説明する。

【０２５８】冷房運転時には、上記磁極切換部２２´の
電磁石３２に印加する電圧を図２８（ｃ）の波形図に示
すように制御する。このことで、図２６（ａ）、（ｂ）
に示す暖房運転の場合とは逆に、図中上側に位置するス
テー３３がＮ極に磁化され、下側に位置するステー３３
がＳ極に磁化される。

【０２５９】このことで、上記磁石部材２０´は反時計
回りに回動し、同図（ａ）、（ｂ）に示すように上記第
１、第２の弁体７２、７３を切り換える。

【０２６０】このことで、暖房時とは逆に、上記第２の
接続ポート１３と低圧ガス用ポート１２とが上記凹陥溝
２６によって連通する。そして、上記第１の接続ポート
１１は、この第１の弁体７２設けられた第２の貫通孔７
７に対向し、上記第２の弁体７３に設けられた第１の通
孔８６を通してケース１内に連通する。

【０２６１】一方、上記除霜用ポート７１は第１の弁体
７２の第１の貫通孔７６に対向すが、この第１の貫通孔
７６は、第２の弁体７３に設けられた第２の座ぐり８１
に保持された第３のシール用コマ４２によって閉塞され
る。したがって、上記除霜用ポート７１はケース１内に
は連通しない。

【０２６２】この状態で上記圧縮機７の運転を開始する
と、冷媒は、上記第１の実施例で説明した冷房運転時と
同じ経路で流通する。このことで室内の冷房が行われる
こととなる。

【０２６３】なお、この場合にも、ケース１内の低圧と
除霜ポート７１内の低圧による差圧によって、上記第３
のシール用コマ８５は、上記第１の貫通孔７６を閉塞す
るかたちで上記第１の弁体７２の下面に吸着保持され
る。

【０２６４】したがって、上記第２の弁体７３が傾いた
りした場合でも、上記閉塞状態が解消されることはな
い。

【０２６５】このような構成によれば、次に説明する効
果を得ることができる。

【０２６６】第１に、暖房運転を継続しつつ室外熱交換
器の除霜を行うことができる切換弁内蔵形の流体圧縮機
を構成する場合において、配管構成を簡略化することが
できる効果がある。

【０２６７】すなわち、従来の構成では、室外熱交換器
１８の除霜を行う場合には、一時的に暖房運転を冷房運
転に切り換えて上記室外熱交換器１８に高温冷媒を送る
必要があった。このため、室内の温度低下をまねく恐れ
があった。

【０２６８】一方、除霜運転用の切換弁を別に設けるこ
とで、暖房運転を継続しつつ除霜運転を行う方法も考え
られるが、このような方法であると切換弁を２つ設ける
必要があるから、配管構成等が複雑化するということが
ある。

【０２６９】しかし、上述した発明では、第１、第２の
弁体７２、７３を有する回転形の五方切換弁７０をケー
ス１内に収容するようにした。また、この第１、第２の
弁体７２、７３を、ケース１内と吸込側との圧力差を利
用して、一つの駆動装置（磁極切換部２２´）で別々に
駆動できるようにした。このことで、簡単な構成で、暖
房運転を継続しつつ除霜運転を行える効果がある。

【０２７０】したがって、ケース１内には配管は必要な
く、かつケース１外へは４本の配管を取り出すという簡
単な構成で、暖房運転を継続しつつ除霜運転を行える効
果がある。また、上記４本の配管は上記弁ベース１４の
円周上に配置することができ、これらの配管の集約化を
図ることができる。

【０２７１】したがって、配管取り出し位置の自由度が
高く、特に、上記配管を上記ケース１の中央部近くに配
設することができる。

【０２７２】第２に、冷房運転あるいは暖房運転を停止
した際に、冷凍サイクルを構成する配管内の圧力バラン
スを容易かつ迅速に行える効果がある。

【０２７３】すなわち、上述した構成によれば、電動機
７の運転を停止すると、ケース１内の圧力が低下するか
ら、上記第１、第２の弁体７２、７３はその自重により
若干下がり、上記弁ベース１４との隙間を拡大する。こ
のことにより上記弁ベース１４に設けられたすべてのポ
ート１１〜１３、７１が上記隙間を介して連通するか
ら、配管内の圧力バランスを迅速に行うことができる。

【０２７４】このことにより、停止後の再起動や、暖房
と冷房間の切換を迅速に行うことが可能になる。

【０２７５】第３に、暖房運転時（除霜運転を行う場合
を除く）あるいは冷房運転時に、上記ケース１内から除
霜用ポート７１内へ高圧ガスが漏れるのを有効に防止で
き、効率の良い運転を実現することができる効果があ
る。

【０２７６】すなわち、このような切換弁を有する圧縮
機では、除霜を行っていない場合（冷房あるいは暖房運
転中）に、上記除霜用回路へ冷媒が流出してしまうこと
を有効に防止する必要がある。

【０２７７】これには、上記第２の弁体７３の上面に、
上記第１の弁体７２の第１、第２の貫通孔７６、７７を
閉塞するためのシール部材を設けることが有効である。
しかし、このシール部材がこの第２の弁体７３に一体的
に形成されていると、上記第２の弁体７３が傾いた場合
等にシール性が失われるということが考えられる。

【０２７８】上記第２の弁体７３が、上記第１の弁体７
２に対して傾く要因としては、上記除霜用ポート７１
（バイパス管７５）内の圧力とケース１内の圧力と差が
小さく上記第２の弁体７３の上記第１の弁体７２に対す
る密着力が小さい場合や、部品の寸法誤差（特に、上記
中心軸２４の曲りや、上記第１、第２の弁体７２、７３
間の平行度）が挙げられる。

【０２７９】しかし、この実施例では、上記第１、第２
の貫通孔７６、７７を閉塞するシール用コマ８３〜８５
と上記第２の弁体７３とを別体とし、かつ、各コマ８３
〜８５を上記第２の弁体７３の上面に凹設された第１〜
第３の座ぐり８０〜８２内にある程度余裕のある状態で
保持するようにした。

【０２８０】すなわち、このシール用コマ８３〜８５
は、上記第２の弁体７３と一緒に回転するように保持さ
れるが、この第２の弁体が傾いた場合でもこのシール用
コマ８３〜８５に外力を作用させないように構成されて
いる。

【０２８１】また、各シール用コマ８３〜８５は、軽い
ため、暖房および冷房時には、上記第１あるいは第２の
貫通孔７６、７７を閉塞する状態で第１の弁体７２によ
って吸着保持されているから、上記第２の弁体７３が傾
いた場合でも上記第１あるいは第２の連通孔７６、７７
の閉塞状態を失わせることは少ない。

【０２８２】したがって、弁漏れによる能力低下の少な
い五方切換弁内蔵形の流体圧縮機を得ることができる効
果がある。

【０２８３】次に、第５の実施例について図２９および
図３０を用いて説明する。

【０２８４】この第５の実施例は、上記四方切換弁ある
いは五方切換弁における上記弁体４と磁石部材２０の固
定（組み合わせ）構造の改良に関するものである。

【０２８５】すなわち、上記第１、第２の実施例では、
上記弁体４と磁石部材２０とを相対回転不能に固定し、
上記第３の実施例では上記弁体４と磁石部材２０´とを
相対回転可能に組み合わせ、上記第４の実施例では、上
記第１の弁体７２と磁石部材２０´とを相対回転可能に
組み合わせると共に第２の弁体７３は相対回動不能に組
み合わせるようにしている。

【０２８６】しかし、いずれも、軸方向に一体的に組み
合わせた状態で上記弁ベース１４に取着するものである
ことから、上記組み合わせをワンタッチで行うことがで
きれば便利である。そこで、この実施例では、図２９お
よび図３０に示す構造を採用している。なお、ここで
は、第３の実施例の四方切換弁を例にとって説明するこ
ととする。

【０２８７】図２９および図３０において、２８はヨー
ク、２９は永久磁石、４は弁体である。上記ヨーク２８
と永久磁石２９は、上記永久磁石２９の内面に突設され
た突起９２と、上記ヨーク２８の上端部に設けられた切
欠９３とによって相対回転不能に組み合わされるように
なっている。

【０２８８】また、上記永久磁石２９と上記弁体４は、
上記弁体４の鍔部４ａの下面に突設された突起９４とこ
の永久磁石２９の外面側の上端に設けられた凹部９５と
を係合させることによって回転不能に組み合わされる。

【０２８９】また、上記弁体４と上記ヨーク２８とは、
上記弁体４の下面から突設された一対のアーム９６の爪
部９６ａと、このヨーク２８の下端部に設けられた切欠
９７とを係止させることで、互いに相対回転不能かつ軸
方向分離不能に組み合わされるようになっている。

【０２９０】このような構成によれば、上記３つの部品
４、２８、２９を回転方向に位置決めすると共に、軸方
向に組み合わせ、上記アーム９６の爪部９６ａと上記ヨ
ーク２８の切欠９７とを係合させることで互いに分離不
能に組み合わされることとなる。したがって、接着剤を
使用する必要はない。

【０２９１】また、上記ヨーク２８が永久磁石２９の外
側に固着されるいわゆるアウタ形の切換弁（第１、第２
の実施例に相当）の場合には、上記ヨーク２８に設けら
れていた切欠９３、９７を永久磁石２９側に設け、上記
永久磁石２９に設けられていた突起９２および凹部９５
をヨーク２８側に設ける構成とすれば良い。

【０２９２】さらに、第４の実施例で説明した五方切換
弁７０の場合には、上記第１の弁体７２に幅αの上記ア
ーム９６を設けると共に、このアーム９６の爪部９６ａ
と係止する上記ヨーク２８の切欠９７を周方向にα＋３
０°に亘る寸法で設けるようにすれば良い。

【０２９３】このような構成によれば、上述したように
配管構成の簡略化を図ることができる各流路切換弁の組
み立てをより容易に行うことができる効果がある。

【０２９４】したがって、配管の取り回しが容易である
うえに、弁の組み立てが非常に簡易化されるから、故障
も少なくなる。また、メンテナンスも容易に行える効果
がある。

【０２９５】なお、この発明は、上記第１〜第５の実施
例に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない
範囲で種々変形可能である。

【０２９６】例えば、上記一実施例では、上記圧縮機構
６は、シリンダ８内でローラ状のピストン９を偏心回転
させるロータリ式のものであったが、これに限定される
ものではない。例えば、旋回スクロール翼と非旋回スク
ロール翼とを組み合わせて圧縮空間を形成し、上記旋回
スクロールを非旋回スクロールに対して旋回させること
で上記圧縮空間内の流体を圧縮するスクロール形圧縮機
構であっても良い。要は、ケース１内が圧縮後の高圧ガ
スで満たされるタイプのものであれば良い。

【０２９７】さらに、上記一実施例では、ケース１内に
圧縮機構６のみならず電動機７をも設けていたが、圧縮
機構６と上記切換弁３のみがケース１内に収められ、上
記電動機はケース１外に設けられているものであっても
良い。

【０２９８】また、上記第１〜第４の実施例では、上記
切換弁３は、圧縮機のケース１内に設けられていたが、
これに限定されるものではなく、高圧ガスが満たされる
他のケース内に設けられていても良い。

【０２９９】さらに、上記第１、第２の実施例では、上
記圧縮機構６の上側に上記電動機７が設けられていた
が、逆に、圧縮機構６を電動機７の上側に配置しても良
い。

【０３００】

【発明の効果】以上述べたような構成によれば、第１
に、回転形の流路切換弁を圧縮機のケース内に収納する
ことによりこの流体圧縮機の配管構造を簡略化すること
ができる。また、上記切換弁を回転形とすることで切換
弁内蔵形の圧縮機の小形化を図ることができる効果があ
る。そして、弁ベースに設けられる複数の各ポートの位
置をケースの中心側に配置することができ、電動機の駆
動シャフトの上端に固定された油遮蔽板の直上部に配置
することになって、このことにより、吐出流路となるポ
ートからの潤滑油の排出量が少なくなる。そして、弁体
の回動角度を小さくすることができ、流路の切換え時間
が短縮するとともに、弁ベースと弁体との摺動距離を小
さくでき、流路切換弁としての信頼性の向上に繋げられ
る。

【０３０１】第２に、弁体を回動駆動するための構成
を、弁体の回転中心から外側に向かって電磁石、磁極
板、弁体と共に回動する永久磁石、ヨークの順に配置す
るようにしたので、この切換弁の構成をコンパクト化す
ることが可能になる。

【０３０２】第３に、永久磁石で上記弁体を駆動する前
に、永久磁石に助走区間を設け、この助走区間を利用し
た慣性力によって上記弁体を駆動することができるか
ら、コンパクトな構成であっても流路の切換を確実に行
える。

【０３０３】第４に、第１の弁体と、第２の弁体との間
に、これらとは別体に設けられたコマを設け、このコマ
を用いて上記除霜用の流路を閉塞するようにしたので、
この第１の弁体と第２の弁体との間に傾きが生じた場合
であっても、閉塞状態が解除されることは少ない。した
がって、効率の良い運転を行うことができる。

【０３０４】第５に、上記磁極板と弁ベースとの間に非
磁性体を介装させるようにしたので、磁極板に発生する
磁力の磁路が弁ベースを通じて短絡してしまうというこ
とを有効に防止できる。このことによって上記弁体を確
実に回動駆動することができる。

【０３０５】第６に、上記弁体と、永久磁石あるいはヨ
ークをワンタッチで組み合わせることができるから、切
換弁の生産性が向上する。

【０３０６】第７に、電磁石のコアに渦電流が発生する
ことを有効に抑制できるので、磁束の損失を有効に防止
でき、コンパクトな構成であっても上記弁体を確実に駆
動することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す縦断面図。

【図２】同じく、上面図。

【図３】同じく、切換弁を示す平面図、正面図、側面
図、横断面図および縦断面図。

【図４】同じく、暖房運転時の切換弁の切換動作を示す
動作図および波形図。

【図５】同じく、冷房運転時の切換弁の切換動作を示す
動作図および波形図。

【図６】この発明の第２の実施例を示す縦断面図。

【図７】同じく、上面図。

【図８】同じく、切換弁を示す平面図、正面図、側面
図、横断面図および縦断面図。

【図９】同じく、電磁石を示す上面図、縦断面図。

【図１０】同じく、電磁石のコアの組み立てを示す斜視
図。

【図１１】同じく、他の電磁石の組み立てを示す斜視
図。

【図１２】第３の実施例を示す縦断面図。

【図１３】同じく、切換弁を示す平面図、正面図、側面
図、横断面図および縦断面図。

【図１４】同じく、弁体を示す上面図、縦断面図および
下面図。

【図１５】同じく、磁石部材を示す上面図および縦断面
図。

【図１６】同じく、弁体と磁石部材の組み合わせを示す
斜視図。

【図１７】この実施例と従来との比較を示す表。

【図１８】同じく、回動角度と発生トルクとの関係を示
すグラフ。

【図１９】第４の実施例を示す縦断面図。

【図２０】同じく、上面図。

【図２１】同じく、切換弁を示す平面図、正面図、側面
図、横断面図および縦断面図。

【図２２】同じく、第１の弁体を示す上面図、縦断面図
および下面図。

【図２３】同じく、第２の弁体を示す上面図、縦断面図
および下面図。

【図２４】同じく、磁石部材の上面図および縦断面図。

【図２５】同じく、磁石部材と第１、第２の弁体の組み
合わせを示す斜視図。

【図２６】同じく、暖房運転時の切換弁の切換動作を示
す動作図および波形図。

【図２７】同じく、除霜運転時の切換弁の切換動作を示
す動作図および波形図。

【図２８】同じく、冷房運転時の切換弁の切換動作を示
す動作図および波形図。

【図２９】第５の実施例を示す切換弁の縦断面図。

【図３０】同じく、要部の斜視図。

【符号の説明】

１…ケース、１ａ…蓋体、２…圧縮部（圧縮手段）、３
…切換弁、４…弁体、５…第２の弁体、１１…第１の接
続ポート、１２…低圧ガス用ポート、１３…第２の接続
ポート、１４…弁ベース、１８…室外熱交換器、１９…
室内熱交換器、２０…磁石部材、２２…磁極切換部（磁
力発生手段）、２６…凹陥溝、２８…ヨーク、２９…永
久磁石、３２…電磁石、３３…ステー（磁極板）、５８
…コア（渦電流の発生を抑制できる部材）、７２…第１
の弁体、７３…第２の弁体、８３…第１のシール用コ
マ、８４…第２のシール用コマ、８５…第３のシール用
コマ、９６…アーム（爪）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉山 明彦 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東 芝富士工場内 (72)発明者 井手 伸一 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東 芝富士工場内 (72)発明者 藁科 吉隆 静岡県富士市蓼原336番地 株式会社東 芝富士工場内 (56)参考文献 特開 昭61−272478（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−124595（ＪＰ，Ｕ) 実用新案登録2523031（ＪＰ，Ｙ２) 特公 平３−72870（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−10966（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F04B 39/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上方が開口した本体と、 この本体の上記開口を閉塞する蓋体とからなるケース
   と、 上記ケースの本体内に設けられた圧縮手段および、この
   圧縮手段の上部に駆動シャフトを介して連設され圧縮手
   段を駆動する電動機と、 この電動機の上端から突出する駆動シャフトの端部に固
   定され、上記圧縮手段で圧縮され吐出される冷媒ガスか
   ら潤滑油を分離する油遮蔽板 と、 上記ケースの蓋体内に固定された流路切換弁とを有し、 上記流路切換弁は、 複数のポートが形成され上記ケースに固着された弁ベー
   スと、 上記ケースの内部で回動し、上記弁ベースのポートと通
   じて流れる動作流体の流路を切り換える弁体と、 回転不能な電磁石、この電磁石の両極に設けられた磁極
   板、磁極板からの磁極切換によって上記弁体と共に回動
   駆動される永久磁石およびこの永久磁石を保持するヨー
   クを備え、 上記弁体の回動中心軸を上記弁ベースの中心軸に対して
   上記ケースの中心から離れる方向に偏心させ、上記複数
   のポートを上記弁体の回動中心軸を中心とする円周上
   で、かつ上記弁体の回動中心軸の偏心方向とは反対側の
   ケース中心側に設けたことを特徴とする流体圧縮機。