JP3262026B2

JP3262026B2 - 四方弁

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Publication number: JP3262026B2
Application number: JP18646897A
Authority: JP
Inventors: 要大塚; 康史大道
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1997-07-11
Filing date: 1997-07-11
Publication date: 2002-03-04
Anticipated expiration: 2017-07-11
Also published as: JPH1130357A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒圧縮式冷凍サ
イクルを構成する冷凍装置で、冷媒の流通方向を可逆的
に切換える四方弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、図９に示すような冷媒圧縮式
冷凍サイクルが、空気調和のための冷凍装置などに広く
用いられている。圧縮機（１）から吐出される冷媒と、
圧縮機（１）に吸入される冷媒とは、四方弁（２）によ
って流通方向が可逆的に切換えられる。四方弁（２）
は、四方切換弁あるいは４路切換弁などとも呼ばれる。
四方弁（２）によって切換えられる冷媒流通路の一方
は、一方の熱交換器（３）の一端に接続される。四方弁
（２）の切換ポートの他方は、他方の熱交換器（４）の
一端に接続される。熱交換器（３）および熱交換器
（４）の他端間には、膨張弁（５）が挿入される。熱交
換器（３，４）と四方弁（２）との間の接続は、熱交接
続管（７，８）によって行う。圧縮機（１）の吐出側と
四方弁（２）との間を接続する管路には、逆止弁（９）
が挿入される。四方弁（２）は、パイロット四方弁と三
方電磁弁とから成るパイロット電磁弁（１０）によって
発生されるパイロット圧で駆動される。パイロット電磁
弁（１０）からのパイロット圧は、圧縮機（１）の吐出
側の圧力と吸入側の圧力との差圧であり、シリンダ部
（１１，１２）の両側にそれぞれ導かれる。シリンダ部
（１１，１２）内には、ピストン（１３，１４）がそれ
ぞれ設けられる。ピストン（１３，１４）には、それぞ
れ貫通孔（１５，１６）が形成されている。四方弁
（２）には、吐出ポート（２ａ）、吸入ポート（２
ｂ）、切換ポート（２ｃ，２ｄ）およびスライド弁（２
ｅ）が含まれる。

【０００３】図１０は、図９に示すパイロット電磁弁
（１０）の詳細な構成を示す。パイロット電磁弁（１
０）は、パイロット四方弁（１７）と三方電磁弁（１
８）とから成る。パイロット四方弁（１７）は、吐出ポ
ート（１７ａ）、吸入ポート（１７ｂ）および切換ポー
ト（１７ｃ，１７ｄ）を有し、スライド弁（１７ｅ）に
よって連通するポートの組合せ状態が切換えられる。吐
出ポート（１７ａ）および吸入ポート（１７ｂ）は、四
方弁（２）の吐出ポート（２ａ）および吸入ポート（２
ｂ）にそれぞれ接続される。切換ポート（１７ｃ，１７
ｄ）は、四方弁（２）のシリンダ部（１１，１２）にそ
れぞれ接続される。パイロット四方弁（１７）のシリン
ダ部（１９ａ，１９ｂ）の一方または他方側は、三方電
磁弁（１８）によって切換えられ、吸入ポート（１７
ｂ）に連通する。たとえば図１０の左方のシリンダ部
（１９ａ）の圧力が低下すると、スライド弁（１７ｅ）
は左方に移動し、切換ポート（１７ｃ）は吸入ポート
（１７ｂ）に導通し、切換ポート（１７ｄ）は吐出ポー
ト（１７ａ）に導通する。

【０００４】図９に示すような状態では、四方弁（２）
の左側のシリンダ部（１１）が実線で示す切換状態のパ
イロット電磁弁（１０）を介して吸入ポート（２ｂ）に
導通しているので、吐出ポート（２ａ）から供給される
冷媒の一部を貫通孔（１５）を通して吸引する。貫通孔
（１５）の断面積は小さいので、冷媒が流通する際に差
圧が生じ、この差圧でピストン（１３）が左方に移動す
るように駆動され、左側のピストン（１３）はシリンダ
部（１１）側に吸引される。これによってスライド弁
（２ｅ）が左の方に移動し、切換ポート（２ｃ）と吸入
ポート（２ｂ）との間を導通させ、吸入ポート（２ｂ）
と他方の切換ポート（２ｄ）との間を遮断する。吐出ポ
ート（２ａ）と切換ポート（２ｄ）とが導通するので、
吐出ポート（２ａ）に供給される冷媒は、切換ポート
（２ｄ）側に供給される。スライド弁（２ｅ）は、吐出
ポート（２ａ）から供給される冷媒の圧力によって四方
弁（２）のケーシング内に押付けられ、気密封止状態を
保つ。

【０００５】パイロット電磁弁（１０）が図９の破線で
示すような状態に切換えられると、右側のシリンダ部
（１２）側が吸入ポート（２ｂ）側に導通し、吐出ポー
ト（２ａ）から供給される冷媒の一部を貫通孔（１６）
を通して吸引する。貫通孔（１６）の断面積は小さいの
で、冷媒が流通する際に差圧が生じ、この差圧でピスト
ン（１４）が右方に移動するように駆動される。ピスト
ン（１４）の先端がシリンダ部（１２）の端のパイロッ
トポートを塞ぐと、貫通孔（１６）を通る冷媒の漏れは
なくなり、このときには吸入ポート（２ｂ）が切換ポー
ト（２ｄ）側に導通し、切換ポート（２ｃ）側には遮断
された状態となる。

【０００６】図１０に示すようにスライド弁（２ｅ）を
備える四方弁（２）は一般的に使用されているけれど
も、たとえば特開平８−３２７１８２には、軸線まわり
の角変位によって通路を切換える四方弁の先行技術が開
示されている。この先行技術では、中空管の軸線方向の
一端側を吐出ポートとし、他方側を吸入ポートし、吐出
ポートから供給される冷媒を、中空管周方向に間隔をあ
けて配置される切換ポートのうちの一方または他方に切
換えて供給し、冷媒が供給されない切換ポートは吸引側
に導通するような構成を有する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図９および図１０に示
すような四方弁（２）は、吐出ポート（２ａ）から供給
される高圧の冷媒でスライド弁（２ｅ）が押付けられた
状態で摺動する構造であるので、摺動面における摺動抵
抗が過大となり、動きにくくなる。また、高圧下で繰返
し摺動を行うので、摩耗が生じやすい。摺動面が摩耗す
ると、圧縮機の吐出側の高圧が吸入側の低圧に漏れるこ
とを阻止するためのシール性が悪くなってしまう。

【０００８】本発明の目的は円滑な弁の動きが可能で、
冷媒の圧力を利用してパイロット駆動を行い、しかも切
換後の通路間の気密性の高い四方弁を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、パイロット圧
を受けて駆動力を発生する弁駆動力発生部（２１）と、
弁駆動力発生部（２１）によって駆動される弁（２３）
によって冷媒通路が切換えられる通路切換部（２２）と
を有する四方弁（２０，７０）であって、弁駆動力発生
部（２１）によって発生される駆動力の方向に延びる形
状を有し、通路切換部（２２）を貫通して往復移動可能
な軸（２４，７４）と、通路切換部（２２）内で軸（２
４，７４）に装着され、大略的に板状の形状で、軸線方
向に間隔をあけて配置される複数の弁体（２５，２６；
６５）とを含み、通路切換部（２２）は、軸（２４，７
４）の軸線に沿って５つの部屋（３４，３５，３６，３
７，３８）に仕切られ、軸線方向の両端の部屋（３７，
３８）は、圧縮機（５０）の吐出側（５２）または吸入
側（５１）の一方への接続ポート（３３）に連通し、軸
線方向の中央の部屋（３４）は、圧縮機（５０）の吐出
側（５２）または吸入側（５１）の他方への接続ポート
（３０）に連通し、軸線方向の両端と中央との中間の２
つの部屋（３５，３６）は、２つの切換ポート（３１，
３２）にそれぞれ連通し、弁体（２５，２６；６５）の
移動によって、一方の中間の部屋（３５）が一方側の端
の部屋（３７）に導通して他方の中間の部屋（３６）が
中央の部屋（３４）に導通する状態と、一方の中間の部
屋（３５）が中央の部屋（３４）に導通して他方の中間
の部屋（３６）が他方側の端の部屋（３８）に導通する
状態とが切換えられ、弁（２３）の軸（２４，７４）
と、２つの接続ポート（３０，３３）のうちの一方と、
２つの切換ポート（３１，３２）とは、共通な仮想平面
（４５）に対して平行な向きに配置され、かつ軸（２
４，７４）と２つの接続ポート（３０，３３）のうちの
一方の向きとは平行であり、２つの接続ポート（３０，
３３）のうちの他方は、仮想平面（４５）に対して垂直
な向きに配置されることを特徴とする四方弁である。

【００１０】本発明に従えば、弁駆動力発生部（２１）
から発生する駆動力で、弁（２３）の軸（２４，７４）
が軸線方向に往復移動可能である。軸（２４，７４）に
は、軸線に沿って複数の弁体（２５，２６；６５）が装
着され、軸（２４，７４）が貫通する通路切換部（２
２）の５つの部屋（３４，３５，３６，３７，３８）の
導通状態を切換える。圧縮機（５０）の吐出側（５２）
または吸入側（５１）の一方への接続ポート（３３）に
連通する両端の部屋（３７，３８）、圧縮機（５０）の
吐出側（５２）または吸入側（５１）の他方への接続ポ
ート（３４）に連通する中央の部屋（３４）との中間の
部屋（３５，３６）は、それぞれ切換ポート（３１，３
２）に連通しており、弁体（２５，２６；６５）の往復
移動に従って、圧縮機（５０）への接続ポート（３０，
３３）の一方または他方に交互に導通するように切換え
られる。弁駆動力発生部（２１）はパイロット圧で駆動
され、通路切換部（２２）の部屋（３４，３５，３６，
３７，３８）間の開閉は弁体（２５，２６；６５）で開
閉するので、圧縮機（５０）からの吐出圧で摺動抵抗が
大きくなることはなく、円滑な弁（２３）の移動を行う
ことができる。また、圧縮機（５０）の吸入側（５１）
または吐出側（５２）への接続ポート（３０，３３）
は、他の接続ポート（３０．３３）および２つの切換ポ
ート（３１，３２）とは垂直な方向に向いているので、
この接続ポート（３０，３３）をたとえば圧縮機（５
０）の吸入側（５１）に直接接続し、共通な仮想平面
（４５）に平行な向きに配置される２つの切換ポート
（３１，３２）に冷媒通路の流通路となる配管を容易に
行うことができる。しかも他の接続ポート（３０，３
３）の向きは弁（２３）の軸（２４，７４）と平行であ
るので、たとえば圧縮機（５０）の吐出側（５２）への
接続を容易に行うことができる。

【００１１】また本発明で前記弁体（２５，２６；６
５）は、前記２つの中間の部屋（３５，３６）内にそれ
ぞれ１つずつ配置され、各弁体（２５，２６；６５）
は、軸線方向の両側に封止機能を備え、前記両端の部屋
（３７，３８）と中間の部屋（３５，３６）との仕切
（５５，６０）に形成される導通孔（５６，６１）を軸
線方向の一方側で封止する状態と、前記中央の部屋（３
４）との仕切（５５，６０）に形成される導通孔（５
６，６１）を軸線方向の他方側で封止する状態とが切換
え可能であることを特徴とする。

【００１２】本発明に従えば、軸（２４，７４）には２
つの弁体（２５，２６；６５）が装着され、中間の部屋
（３５，３６）内にそれぞれ１つずつ配置される。弁体
（２５，２６；６５）は、軸線方向の両側で軸線方向の
両端の部屋（３７，３８）と中間の部屋（３５，３６）
との仕切（５５，６０）に形成される導通孔（５６，６
１）を軸線方向の一方側で封止し、軸線方向の他方側で
中央の部屋（３４）と中間の部屋（３５，３６）との仕
切（５５，６０）に形成される導通孔（５６，６１）を
軸線方向の他方側で封止することができる。

【００１３】また本発明で前記弁体（２５，２６）は、
前記導通孔（５６）を、その周囲に形成される弁座（５
７）と線接触して封止可能な形状を有することを特徴と
する。

【００１４】本発明に従えば、弁体（２５，２６）は、
線接触で導通孔（５６）の周囲に形成される弁座（５
７）に着座し、導通孔（５６）を封止するので、確実に
気密性よく封止を行うことができる。

【００１５】また本発明で前記弁体（６５）は、前記導
通孔（６１）を、その周囲に形成される弁座（６２）と
面接触して封止可能な形状を有することを特徴とする。

【００１６】本発明に従えば、弁体（６５）は、導通孔
（６１）の周囲に形成される弁座（６２）に着座し、面
接触して封止するので、封止面積を大きくして気密封止
を行うことができる。

【００１７】また本発明で前記２つの弁体（２５，２
６；６５）は、軸線方向に予め設定される範囲で変位可
能であり、一方の弁体（２５，２６；６５）が、前記弁
駆動力発生部（２１）によって発生される駆動力で、前
記中間の部屋（３５，３６）の一方と圧縮機（５０）の
吐出側（５２）に連通する部屋（３４；３７，３８）と
の間を封止し、他方の弁体（２５，２６；６５）が、圧
縮機（５０）の吐出側（５２）と吸入側（５１）との差
圧で、前記中間の部屋（３５，３６）の他方と圧縮機
（５０）の吸入側（５１）に連通する部屋（３４；３
７，３８）との間を封止することを特徴とする。

【００１８】本発明に従えば、一方の弁体（２５，２
６；６５）で、弁駆動力発生部（２１）から発生される
駆動力によって中間の部屋（３５，３６）の一方と圧縮
機（５０）の吐出側（５２）に連通する部屋（３４；３
７，３８）との間を封止させることができる。他方の弁
体（２５，２６；６５）は、圧縮機（５０）の吐出側
（５２）と吸入側（５１）との差圧で、中間の部屋（３
５，３６）の他方と圧縮機（５０）の吸入側（５１）に
連通する部屋（３４；３７，３８）との間を封止するこ
とができる。これによってポート間で冷媒の漏れが生じ
ることなく確実に通路の切換えを行うことができる。

【００１９】また本発明で前記弁駆動力発生部（２１）
は、前記軸（２４，７４）の軸線方向の少なくとも一端
側に設けられるシリンダ（２８）と、軸（２４，７４）
に装着され、パイロット圧に応じてシリンダ（２８）内
を往復移動可能なピストン（２７）とを含み、ピストン
（２７）の移動によってピストン（２７）がシリンダ
（２８）の端面に接近する際に、ピストン（２７）の端
面との間で閉じた空間（６８）を形成して衝撃を吸収す
る緩衝部を備えることを特徴とする。

【００２０】本発明に従えば、弁駆動力発生部（２１）
は、パイロット圧によってシリンダ（２８）内をピスト
ン（２７）が移動して弁（２３）を駆動する駆動力を発
生し、ピストン（２７）の端面がシリンダ（２８）の端
面に接近する際には、閉じた空間（６８）を形成して衝
撃を吸収することができる。

【００２１】また本発明で前記ピストン（２７）の受圧
面積は、前記通路切換部（２２）内で弁体（２５，２
６；６５）に圧縮機（５０）の吐出側（５２）から印加
される圧力の受圧面積の１．１倍以上で１．２倍以下の
範囲であることを特徴とする。

【００２２】本発明に従えば、ピストン（２７）の受圧
面積は、通路切換部（２２）内で弁体（２５，２６；６
５）が圧縮機（５０）の吐出側（５２）から印加される
圧力の受圧面積の１．１倍以上で１．２倍以下の範囲で
あるので、弁体（２５，２６；６５）で圧縮機（５０）
の吐出側（５２）に連通し、導通孔（５６，６１）を確
実に封止することができる。受圧面積の大きさが１．１
倍以上１．２倍以下の範囲であるので、ピストン（２
７）はあまり大きくする必要がなく、弁駆動力発生部
（２１）を小型化することができる。

【００２３】また本発明は前記通路切換部（２２）から
前記圧縮機（５０）の吐出側（５２）に連通する通路
に、逆止弁（４０）が設けられることを特徴とする。

【００２４】本発明に従えば、圧縮機（５０）の吐出側
（５２）から通路切換部（２２）までの冷媒が供給され
る通路に、逆止弁（４０）が設けられるので、冷媒回路
で圧縮機（５０）の停止時に吐出口（５２）への冷媒の
逆流防止を図ることができる。

【００２５】また本発明で前記通路切換部（２２）の中
央の部屋（３４）は、圧縮機（５０）の吸入側（５１）
に連通することを特徴とする。

【００２６】本発明に従えば、通路切換部（２２）の中
央の部屋（３４）が圧縮機（５０）の吸入側（５１）に
連通するので、両端の部屋（３７，３８）は吐出側（５
２）に連通し、弁体（２５，２６；６５）の移動によっ
て、中間の部屋（３５，３６）を圧縮機（５０）の吐出
側（５２）に切換える際に、吸入側（５１）との遮断
を、弁体（２５，２６；６５）を外側から押圧して行う
ことができる。

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【発明の実施の形態】図１および図２は、本発明の実施
の一形態としての四方弁（２０）の平面断面形状を示
し、図２は正面形状を示す。なお図１は、図２の切断面
線Ｉ−Ｉから見た断面図に相当する。四方弁（２０）に
は、弁駆動力発生部（２１）および通路切換部（２２）
が備えられる。通路切換部（２２）内には、弁（２３）
が収納される。弁（２３）は、弁駆動力発生部（２１）
からの駆動力の方向に延びるように形成される軸である
シャフト（２４）と、シャフト（２４）の軸線に沿って
間隔をあけて配置される２つの弁体であるバルブ（２
５，２６）を有する。弁駆動力発生部（２１）内には、
シャフト（２４）の基端に装着されるピストン（２７）
と、ピストン（２７）がパイロット圧に応じて摺動変位
可能なシリンダ（２８）とが含まれる。ピストン（２
７）の外周面とシリンダ（２８）の内周面との間はキャ
ップシール（２９）によって摺動可能に気密封止され
る。

【００３０】通路切換部（２２）には、吸入ポート（３
０）、２つの切換ポート（３１，３２）および吐出ポー
ト（３３）が設けられる。吸入ポート（３０）は中間の
部屋（３４）に連通する。切換ポート（３１，３２）は
中央の部屋（３４）のシャフト（２４）の軸線方向の両
側に設けられる中間の部屋（３５，３６）にそれぞれ連
通する。吐出ポート（３３）は、シャフト（２４）の軸
線方向の基端側に設けられる基端の部屋（３７）と、先
端側に設けられる先端の部屋（３８）の両側に連通す
る。基端の部屋（３７）とシリンダ（２８）との仕切部
分を挿通するシャフト（２４）の外周は、キャップシー
ル（３９）によって摺動変位可能に気密封止される。

【００３１】基端の部屋（３７）および先端の部屋（３
８）と吐出ポート（３３）を連通する通路には、逆止弁
（４０）が挿入される。シリンダ（２８）の両端には、
パイロットポート（４１，４２）がそれぞれ連通する。
２つの切換ポート（３１，３２）および吐出ポート（３
３）は、大略的に同一の仮想平面内（４５）に向くよう
に配置される。吸入ポート（３１）は、この仮想平面
（４５）に対して垂直な方向に向くように配置される。

【００３２】図３および図４は、四方弁（２０）の切換
え状態を示す。図３は、吐出ポート（３３）が一方の切
換ポート（３１）側に連通し、他方の切換ポート（３
２）が吸入ポート（３０）に連通する状態を示す。図４
は、吐出ポート（３３）が他方の切換ポート（３２）に
連通し、吸入ポート（３０）が一方の切換ポート（３
１）に連通する状態を示す。

【００３３】図３および図４の（ａ）は断面を平面視し
た状態を示し、（ｂ）は正面視した状態を示す。図３
（ａ）に示すようにバルブ（２５）が一方の中間の部屋
（３５）と中央の部屋（３４）との間を封止し、他方の
バルブ（２６）が他方の中間の部屋（３６）と先端の部
屋（３８）との間を封止すると、吐出ポート（３３）か
ら供給される冷媒は、一方の切換ポート（３１）側に流
れる。他方の切換ポート（３２）には、低圧ガスの冷媒
が流入し、他方の中間の部屋（３６）から中央の部屋
（３４）を経て吸入ポート（３０）に吸入される。図４
（ａ）に示すように、ピストン（２７）が左方向に移動
すると、一方のバルブ（２５）が基端の部屋（３７）と
一方の中間の部屋（３５）との間を封止し、他方のバル
ブ（２６）が、中央の部屋（３４）と他方の中間の部屋
（３６）との間を封止する。このため吐出ポート（３
３）から供給される高圧ガスの冷媒は、先端の部屋（３
８）から他方の中間の部屋（３６）を経て他方の切換ポ
ート（３２）に流れる。一方の切換ポート（３１）に流
入する低圧ガスの冷媒は一方の中間の部屋（３５）から
中央の部屋（３４）を経て吸入ポート（３０）に吸入さ
れる。本実施形態によれば、通路間をシールする部分は
摺動しないので、これによって摩耗で漏れが発生するこ
とを防止可能とする。ピストン（２７）とシャフト（２
４）の摺動部をシールするキャップシール（２９，３
９）は、摺動面積は小さく、また押付けて動く構造では
ないので、円滑な摺動を行うことができる。さらに、キ
ャップシール（２９，３９）が設けられている部分は、
主要な冷媒の通路ではないので、摺動部の摩耗による漏
れを少なくすることができる。

【００３４】図５は、本実施形態の四方弁（２０）を圧
縮機（５０）の吸入口（５１）に直接取付けている状態
を示す。吸入ポート（３０）が、他の切換ポート（３
１，３２）や吐出ポート（３３）とは垂直な方向を向く
ように配置されているので、圧縮機（５０）の吐出口
（５２）に対して吐出管（５３）を用いて吐出ポート
（３３）まで容易に配管接続を行うことができる。しか
も、四方弁（２０）内に逆止弁（４０）が内蔵されてい
るので、吐出管（５３）の途中に逆止弁を介在させる必
要はなく、冷媒配管系統を簡素化することができる。

【００３５】図６は、バルブ（２５，２６；６５）によ
る封止部分を示す。図６（ａ）は本実施形態によるバル
ブ（２５，２６）によって、図１に示す各部屋（３３，
３４，３５，３６，３７，３８）間の仕切（５５）に設
ける導通孔（５６）の周囲の弁座（５７）を線接触で封
止する状態を示す。図６（ｂ）は本発明の実施の他の形
態として、図１および図２の実施形態のバルブ（２５，
２６）と同一の位置に配置されるバルブ（６５）が、仕
切（６０）に形成される導通孔（６１）の周囲の弁座
（６２）に対し面接触で封止する状態を示す。図６
（ａ）に示すような線接触の封止では、小さな力で確実
に気密封止を行うことができる。図６（ｂ）に示すよう
な面接触による封止では、大きな封止面積で確実な気密
封止を行うことができる。

【００３６】図７は図１の弁駆動力発生部（２１）で、
シリンダ（２８）の端部にピストン（２７）が接近する
際に、ダンパー効果を持たせて衝撃を吸収し、緩衝を図
る構成を示す。図７（ａ）に示すようにシリンダ（２
８）の端面にピストン（２７）が接近すると、シリンダ
（２８）の端面およびピストン（２７）の端面にはそれ
ぞれ段差が設けられているので、図７（ｂ）に示すよう
にピストン２７の端面がシリンダ２８の端部に当接する
より先に、外周側で閉じた空間（６８）が形成される。
閉じた空間（６８）内には、冷媒が閉じ込められ、この
体積が減少する際に弾発的な反力を発生し、衝撃力を緩
和することができる。

【００３７】図１、図３および図４に示すようにシャフ
ト（２４）は、バルブ（２５，２６）が装着されている
部分の直径がバルブ（２５，２６）の内径よりも大きく
なっており、一方のバルブ（２５）は基端側、すなわち
弁駆動力発生部（２１）側に一定の範囲で変位可能であ
る。他方のバルブ（２６）は、先端側に一定範囲で変位
可能である。したがって、図３（ａ）に示すようにパイ
ロットポート（４１）側を高圧として、ピストン（２
７）を図の右方向に変位させると、他方のバルブ（２
６）をシャフト（２４）の大径部で他方の中間の部屋
（３６）と先端の部屋（３８）との間を封止するように
押付けることができる。一方のバルブ（２５）は、吐出
ポート（３３）に与えられる冷媒の圧力で一方の中間の
部屋（３５）と中央の部屋（３４）との間を封止するよ
うに押付けられる。

【００３８】図４（ａ）に示すように、一方のパイロッ
トポート（４１）を低圧側とし、他方のパイロットポー
トを高圧側としてピストン（２７）を図の左方に移動さ
せた状態では、一方のバルブ（２５）をシャフト（２
４）の大径部で一方の中間の部屋（３５）と基端の部屋
（３７）との間を封止するように押付けることができ
る。他方のバルブ（２６）は、吐出ポート（３３）から
の冷媒の圧力で、中央の部屋（３４）と他方の中間の部
屋（３６）との間を封止するように押付けられる。ピス
トン（２７）のパイロット圧による駆動で吐出ポート
（３３）に連通する部屋（３７，３８）の一方と中間の
部屋（３５，３６）の一方との間を確実に封止するため
には、ピストン（２７）の受圧面積をバルブ（２５，２
６）に差圧がかかる受圧面積よりも大きくする必要があ
る。しかしながら、ピストン（２７）の受圧面積を大き
くしすぎると、弁駆動力発生部（２１）が大型化するの
で、ピストン（２７）の受圧面積はバルブ（２５，２
６）の受圧面積の１．１倍以上で１．２倍以下の範囲と
することが好ましい。

【００３９】図８は、本発明の実施のさらに他の形態に
よる四方弁（７０）の構成を示す。本実施形態は、図１
および図２に示す実施形態と基本的には同等であり、対
応する部分には同一の参照符を付して重複する説明を省
略する。本実施形態では、弁駆動力発生部（２１）とと
もに軸支承部（７１）を設け、シャフト（７４）の先端
を支承する。これによって、シャフト（７４）の偏心や
振れなどを防ぐことができ、封止の精度を向上して円滑
な通路切換えを行うことができる。また、軸支承部（７
１）を設ける代わりに、シャフト（７４）の両側に弁駆
動力発生部（２１）を設けるようにすれば、確実に対象
的な切換動作を行わせることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、パイロッ
ト圧を利用して駆動力を発生する弁駆動力発生部（２
１）によって駆動される弁（２３）で、通路切換部（２
２）の冷媒通路を切換えることができる。弁切換部（２
２）には、弁（２３）の軸（２４，７４）が挿通し、軸
線に沿って５つの部屋（３３，３４，３５，３６，３
７）が形成される。弁（２３）は、中央の部屋（３４）
および両端の部屋（３７，３８）に対し、それぞれ切換
ポート（３１，３２）に連通する中間の部屋（３５，３
６）が交互に導通するように切換えられる。圧縮機（５
０）の吐出側（５２）からの冷媒の圧力が弁（２３）の
移動の際に摺動方向に垂直にかかることはなく、円滑な
切換えを行うことができる。また、圧縮機（５０）の吸
入側（５１）または吐出側（５２）に接続する接続ポー
ト（３０，３３）の一方を接続ポート（３０，３３）の
他方および２つの切換ポート（３１，３２）の向きに対
して平行な仮想平面（４５）と垂直な方向に設けるの
で、この一方の接続ポート（３０，３３）を圧縮機（５
０）の吸入側（５１）または吐出側（５２）の一方に直
接接続して、冷媒配管の簡略化を図ることができる。接
続ポート（３０，３３）の他方は、弁（２３）の軸（２
４，７４）と平行な向きを有するので、圧縮機（５０）
の吸入側（５１）または吐出側（５２）の他方への配管
も容易に行うことができる。

【００４１】また本発明によれば、板状の弁体（２５，
２６；６５）は軸線方向の両側で部屋（３４，３５，３
６，３７，３８）間の封止を行うことができるので、中
間の部屋（３５，３６）に１つずつ配置される弁体（２
５，２６；６５）によって確実に通路の切換えを行うこ
とができる。

【００４２】また本発明によれば、弁体（２５，２６）
は、線接触によって確実に封止を行うことができる。

【００４３】また本発明によれば、弁体（６５）は、面
接触によって確実に封止を行うことができる。

【００４４】また本発明によれば、弁体（２５，２６；
６５）が軸線に沿って予め設定される範囲で変位可能で
あるので、圧縮機（５０）の吐出側（５２）と吸入側
（５１）との差圧で中間の部屋（３５，３６）と吸入側
（５１）に連通する部屋（３４；３７，３８）との間を
封止することができる。

【００４５】また本発明によれば、弁駆動力発生部（２
１）内では、シリンダ（２８）の端面にピストン（２
７）が接近する際の衝撃を、閉じた空間（６８）を形成
して吸収するダンパー効果を有するので、弁体（２５，
２６；６５）が弁座（５７，６２）に着座するときの衝
撃を緩和し、耐久性を向上させることができる。

【００４６】また本発明によれば、弁駆動力発生部（２
１）の大型化を避けて、確実に弁体（２５，２６；６
５）による封止を行わせることができる。

【００４７】また本発明によれば、四方弁（２０，７
０）内に逆止弁（４０）を収納して、冷媒配管系統の簡
略化を図ることができる。

【００４８】また本発明によれば、通路切換部（２２）
の中央の部屋（３４）が圧縮機（５０）の吸入側（５
２）に連通するので、いずれかの切換ポート（３１，３
２）から冷媒の吸入を短い通路で行うことができる。

【００４９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の位置形態の四方弁（２０）の平
面断面図である。

【図２】図１の四方弁（２０）の正面図である。

【図３】図１の実施形態の四方弁（２０）の一方の切換
え状態を示す平面断面図および正面図である。

【図４】図１の実施形態の四方弁（２０）の他方の切換
え状態を示す平面断面図および正面図である。

【図５】図１の実施形態の四方弁（２０）を圧縮機（５
０）を直接取付けた状態を示す正面図である。

【図６】図１の実施形態および他の実施形態でバルブに
よって封止を行う接続状態を示す部分的な断面である。

【図７】図１の実施形態で通路切換え時の衝撃を吸収す
るための構成を示す部分的な断面図である。

【図８】本発明の実施のさらに他の形態の四方弁（７
０）の構成を示す平面断面図である。

【図９】従来からの四方弁を用いる冷媒配管系統図であ
る。

【図１０】図９に示す四方弁の内部構成を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

２０，７０四方弁２１弁駆動力発生部２２通路切換部２３弁２４，７４シャフト２５，２６，６５バルブ２７ピストン２８シリンダ２９，３９キャップシール３０吸入ポート３１，３２切換ポート３３吐出ポート３４中央の部屋３５，３６中間の部屋３７先端の部屋３８基端の部屋４０逆止弁４５仮想平面５０圧縮機５１吸入口５２吐出口５５，６０仕切５６，６１導通孔５７，６２弁座６８閉じた空間７１軸支承部

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−13882（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−207584（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−20984（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−147183（ＪＰ，Ａ) 特開平８−219308（ＪＰ，Ａ) 実開昭62−131176（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−72366（ＪＰ，Ｕ) 実開平１−109758（ＪＰ，Ｕ) 特公平７−69091（ＪＰ，Ｂ２) 実公昭52−10090（ＪＰ，Ｙ１) 実公昭38−8658（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 11/00 - 11/24 F16K 27/00 F25B 41/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】パイロット圧を受けて駆動力を発生する
弁駆動力発生部（２１）と、弁駆動力発生部（２１）に
よって駆動される弁（２３）によって冷媒通路が切換え
られる通路切換部（２２）とを有する四方弁（２０，７
０）であって、弁駆動力発生部（２１）によって発生される駆動力の方
向に延びる形状を有し、通路切換部（２２）を貫通して
往復移動可能な軸（２４，７４）と、通路切換部（２２）内で軸（２４，７４）に装着され、
大略的に板状の形状で、軸線方向に間隔をあけて配置さ
れる複数の弁体（２５，２６；６５）とを含み、通路切換部（２２）は、軸（２４，７４）の軸線に沿っ
て５つの部屋（３４，３５，３６，３７，３８）に仕切
られ、軸線方向の両端の部屋（３７，３８）は、圧縮機（５
０）の吐出側（５２）または吸入側（５１）の一方への
接続ポート（３３）に連通し、軸線方向の中央の部屋（３４）は、圧縮機（５０）の吐
出側（５２）または吸入側（５１）の他方への接続ポー
ト（３０）に連通し、軸線方向の両端と中央との中間の２つの部屋（３５，３
６）は、２つの切換ポート（３１，３２）にそれぞれ連
通し、弁体（２５，２６；６５）の移動によって、一方
の中間の部屋（３５）が一方側の端の部屋（３７）に導
通して他方の中間の部屋（３６）が中央の部屋（３４）
に導通する状態と、一方の中間の部屋（３５）が中央の
部屋（３４）に導通して他方の中間の部屋（３６）が他
方側の端の部屋（３８）に導通する状態とが切換えら
れ、弁（２３）の軸（２４，７４）と、２つの接続ポート
（３０，３３）のうちの一方と、２つの切換ポート（３
１，３２）とは、共通な仮想平面（４５）に対して平行
な向きに配置され、かつ軸（２４，７４）と２つの接続
ポート（３０，３３）のうちの一方の向きとは平行であ
り、２つの接続ポート（３０，３３）のうちの他方は、仮想
平面（４５）に対して垂直な向きに配置されることを特
徴とする四方弁。
【請求項２】前記弁体（２５，２６；６５）は、前記
２つの中間の部屋（３５，３６）内にそれぞれ１つずつ
配置され、各弁体（２５，２６；６５）は、軸線方向の両側に封止
機能を備え、前記両端の部屋（３７，３８）と中間の部
屋（３５，３６）との仕切（５５，６０）に形成される
導通孔（５６，６１）を軸線方向の一方側で封止する状
態と、前記中央の部屋（３４）との仕切（５５，６０）
に形成される導通孔（５６，６１）を軸線方向の他方側
で封止する状態とが切換え可能であることを特徴とする
請求項１記載の四方弁。
【請求項３】前記弁体（２５，２６）は、前記導通孔
（５６）を、その周囲に形成される弁座（５７）と線接
触して封止可能な形状を有することを特徴とする請求項
２記載の四方弁。
【請求項４】前記弁体（６５）は、前記導通孔（６
１）を、その周囲に形成される弁座（６２）と面接触し
て封止可能な形状を有することを特徴とする請求項２記
載の四方弁。
【請求項５】前記２つの弁体（２５，２６；６５）
は、軸線方向に予め設定される範囲で変位可能であり、一方の弁体（２５，２６；６５）が、前記弁駆動力発生
部（２１）によって発生される駆動力で、前記中間の部
屋（３５，３６）の一方と圧縮機（５０）の吐出側（５
２）に連通する部屋（３４；３７，３８）との間を封止
し、他方の弁体（２５，２６；６５）が、圧縮機（５０）の
吐出側（５２）と吸入側（５１）との差圧で、前記中間
の部屋（３５，３６）の他方と圧縮機（５０）の吸入側
（５１）に連通する部屋（３４；３７，３８）との間を
封止することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記
載の四方弁。
【請求項６】前記弁駆動力発生部（２１）は、前記軸（２４，７４）の軸線方向の少なくとも一端側に
設けられるシリンダ（２８）と、軸（２４，７４）に装着され、パイロット圧に応じてシ
リンダ（２８）内を往復移動可能なピストン（２７）と
を含み、ピストン（２７）の移動によってピストン（２７）がシ
リンダ（２８）の端面に接近する際に、ピストン（２
７）の端面との間で閉じた空間（６８）を形成して衝撃
を吸収する緩衝部を備えることを特徴とする請求項１〜
５のいずれかに記載の四方弁。
【請求項７】前記ピストン（２７）の受圧面積は、前
記通路切換部（２２）内で弁体（２５，２６；６５）に
圧縮機（５０）の吐出側（５２）から印加される圧力の
受圧面積の１．１倍以上で１．２倍以下の範囲であるこ
とを特徴とする請求項６記載の四方弁。
【請求項８】前記通路切換部（２２）から前記圧縮機
（５０）の吐出側（５２）に連通する通路に、逆止弁
（４０）が設けられることを特徴とする請求項１〜７の
いずれかに記載の四方弁。
【請求項９】前記通路切換部（２２）の中央の部屋
（３４）は、圧縮機（５０）の吸入側（５１）に連通す
ることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の四
方弁。