JP3481865B2 - 電磁パイロット式弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は流体の流出、封止
を電磁コイルへの通電、非通電によって行う電磁式二方
弁、あるいはヒートポンプ式冷媒回路における冷房時と
暖房時の冷媒の流路を切り換える電磁パイロット式四方
弁等の電磁パイロット弁の改良に関するものである。さ
らに詳しくは、主弁体により冷媒の流路を封止した状態
における該主弁体に作用する上流側と下流側の圧力の差
が大きい場合にも電磁コイルへの通電電流を増大するこ
となく主弁体を開放することができる電磁パイロット式
弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁式二方弁（以下単に「電磁式二方
弁」と言う）として、実公平３−３６７７４号公報に示
すものがある。この二方弁は図１５に示すように、ケー
ス８１の内部に導入管Ａと導出管Ｂの流路を開閉する主
弁体８２が上下方向の往復動可能に収容されている。前
記ケース８１の上端開口部には電磁コイル４３が装着さ
れている。この電磁コイル４３は、ボビン４４と、その
外周に装着された巻線４５と、前記ケース８１に連結さ
れたソレノイド管４６と、該管４６の上部に嵌入固定し
た吸引子４７と、下部に収容したプランジャ４８と、プ
ランジャ４８を下方へ付勢するばね４９と、磁路形成板
６１とにより構成されている。そして、プランジャ４８
の先端に取り付けたパイロット弁体５６により、前記主
弁体８２に形成したパイロット通路８２ａの上端開口部
が開閉されるようになっている。又、前記主弁体８２の
上端面と前記プランジャ８６の下面との間にはパイロッ
ト圧室８８が形成されている。該パイロット圧室８８と
前記導入管Ａに連通する圧力室８９とは、前記主弁体８
２の外周面とケース８１の内周面との間に形成した絞り
通路９０によって常時連通されている。

【０００３】そして、前記電磁コイル４３に通電される
と、吸引子４７によりプランジャ４８がバネ４９に抗し
て上方に引き上げられ、これによりパイロット弁５６が
主弁体８２のパイロット通路８２ａから離間される。こ
のため、パイロット圧室８８の流体（圧力）がパイロッ
ト通路８２ａを通して導出管Ｂ側に流れ、主弁体８２の
上面側に作用するパイロット圧室８８の圧力よりも主弁
体８２の下面側に作用する圧力室８８の圧力が大きくな
り、主弁体８２がケース８１の底部に形成された主弁座
８１ａを開放する。従って、前記電磁コイル４３は閉鎖
状態においてパイロット弁５６を引き上げるだけの所要
電流で済み、主弁座８１ａの閉鎖状態において上流側と
下流側とで大きい差圧が作用する主弁体８２を直接プラ
ンジャ４８によって上方へ引き上げる構造と比較して、
プランジャ４８を引き上げるのに要する電磁コイル４３
の所要電流を低くすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
電磁式二方弁においては、前記圧力室８９とパイロット
圧室８８を連通する絞り通路９０の絞り量が大き過ぎる
と、パイロット圧室８８からパイロット弁５６が上方へ
引き上げられたとき、絞り通路９０を通してパイロット
圧室８８に流体が進入し易く、パイロット圧室８８の圧
力低下が遅くなり、主弁体８２を円滑に開放動作するこ
とができないという問題がある。反対に、前記絞り通路
９０が小さいほど、パイロット弁５６を引き上げた時に
パイロット圧室８８の圧力低下が迅速に行われるので、
主弁体８２の開放動作がスムーズに行われる。しかし、
前記絞り通路９０が小さ過ぎると、金属片等の異物の噛
み込みによって動作不良になるという問題がある。

【０００５】電磁コイル４３が消磁されて主弁体８２が
閉鎖位置に移動される過程では、パイロット通路８２ａ
が弁５６により閉鎖されるので、圧力室８９の流体が絞
り通路９０を経てパイロット圧室８８へ進入し難くな
り、主弁体８２の下方への移動が円滑に行われないとい
う問題がある。従って、前記絞り通路９０の通路面積
は、所定の面積に適正に設定する必要があるが、その設
定が難しい。従って、主弁体８２の加工精度を厳密に設
定する必要があり、製造コストを低減することができな
いという問題がある。又、主弁体８２とパイロット弁５
６を備えたプランジャ４８が分離されているので、それ
らを外部において予め一つのユニットとして組み付けて
おくことができず、組付作業が面倒であり、この点から
も製造コストを低減することができない。

【０００６】特に、前記絞り通路９０は常時開放状態と
なっているので、パイロット弁５６が引き上げられた後
も該通路９０からパイロット圧室８８への流入分を考慮
して、主弁体８２に形成したパイロット通路８２ａの通
路面積を大きく設定しなければならない。このためパイ
ロット弁５６を引き上げるための電磁コイル４３の通電
電流を低減し消費電力を抑制することができないという
問題がある。

【０００７】一方、ヒートポンプ式冷媒回路における冷
房時と暖房時の冷媒の流路を切り換える電磁パイロット
式四方弁（以下単に「電磁式四方弁」と言う）として、
特開平９−２９２０５０号公報に示すものが提案されて
いる。

【０００８】この電磁式四方弁においては、図示しない
が前述した二方弁の主弁体８２に代えてポート切換弁体
が用いられ、該ポート切換弁体に形成したパイロット通
路をプランジャの先端に取り付けたパイロット弁が開閉
するように構成されている。この四方弁においても、パ
イロット弁の開放時に絞り通路を閉鎖することはなく、
従って、前述した電磁式二方弁に存する前述した問題と
ほぼ同様の問題を有している。

【０００９】この発明の目的は上記従来の技術に存する
問題点を解消して、導入口に連通する圧力室とパイロッ
ト圧室を連通する絞り通路の通路面積の設定を行い易く
するとともに、主弁体の開閉動作を円滑に行うことがで
き、パイロット弁の主弁体からの開放動作に要する電磁
コイルの消費電力を低減することができ、さらに製造及
び組付作業を容易に行うことができる電磁パイロット式
弁を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明では、流体の導入口（２
３）、導出口（２４）及び弁室（Ｒ）を備えたケース
（２１）の弁室（Ｒ）に案内筒部（５０）の一端を開口
させ、該案内筒部（５０）内には感圧支持体（５１）を
往復動可能に収容し、該感圧支持体（５１）には前記弁
室（Ｒ）内の主弁座（３２，６０）を開閉し得る主弁体
（５２）を連結し、前記ケース（２１）の外側に前記感
圧支持体（５１）と対応して電磁コイル（４３）を装着
し、前記感圧支持体（５１）の弁室（Ｒ）と反対側面、
前記電磁コイル（４３）のプランジャ（４８）の先端面
及び前記案内筒部（５０）の内周面によりパイロット圧
室（５３）を形成し、前記感圧支持体（５１）及び案内
筒部（５０）の少なくとも一方に、前記主弁体（５２）
の上流側の弁室（Ｒ）に形成される圧力室（３５）と前
記パイロット圧室（５３）を連通する絞り通路（５４）
を形成し、前記感圧支持体（５１）及び主弁体（５２）
には前記パイロット圧室（５３）と前記導出口（２４）
側とを連通するパイロット通路（５５）を形成し、前記
プランジャ（４８）には前記パイロット圧室（５３）内
において前記パイロット通路（５５）を開閉するパイロ
ット弁（５６）を設け、前記プランジャ（４８）及びパ
イロット弁（５６）を付勢部材（４９）により常には閉
弁方向に付勢し、前記電磁コイル（４３）が励磁されて
プランジャ（４８）とともに前記パイロット弁（５６）
が前記付勢部材（４９）の付勢力に抗してパイロット通
路（５５）を開放する位置に移動されたとき、前記プラ
ンジャ（４８）の移動により前記絞り通路（５４）を閉
塞する手段（５０、５７）を設けている。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、電磁パイロット式弁は二方弁であって、前記主弁
体（５２）は前記導出口（２４）と対応して設けた主弁
座（６０）の主弁孔（６０ａ）を開閉するように配設さ
れている。

【００１２】請求項３に記載の発明では、請求項１にお
いて、電磁パイロット式弁は前記ケース（２１）のポー
ト切換弁座（２２）に導入口（２３）、導出口（２
４）、第１及び第２の通孔（２５、２６）の計四つのポ
ートを設け、前記弁室（Ｒ）内には前記各ポート（２
３、２４、２５、２６）を切り換えるポート切換弁体
（２７）を配設した四方弁であって、前記ポート切換弁
体（２７）は、前記ポート切換弁座（２２）に対し軸
（２８）に案内されて該ポート切換弁座（２２）から離
隔可能に、かつ離隔した状態で前記軸（２８）を中心に
所定の角度範囲で往復回動可能に支持され、前記ポート
切換弁体（２７）は、前記導入口（２３）と第１の通孔
（２５）又は第２の通孔（２６）を連通する高圧連通孔
（３０）と、前記導出口（２４）と第１の通孔（２５）
又は第２の通孔（２６）を連通する気密連通孔（３１）
を有し、前記ポート切換弁体（２７）の上部には、前記
主弁体（５２）により開閉される主弁座（３２）が設け
られ、該主弁座（３２）には前記圧力室（３５）と前記
気密連通孔（３１）とを連通し得る主弁孔（３２ａ）及
び低圧連通孔（３３）が形成され、前記ポート切換弁体
（２７）とポート切換弁座（２２）との間には、ポート
切換弁座（２２）からポート切換弁体（２７）を離隔す
る方向に付勢する付勢部材（３７）が設けられ、前記ポ
ート切換弁体（２７）には、前記高圧連通孔（３０）か
ら前記圧力室（３５）側へ流体を導くための小孔（３
６）が形成され、前記電磁コイル（４３）の消磁状態で
は、前記プランジャ（４８）、パイロット弁（５６）、
感圧支持体（５１）及び主弁体（５２）が付勢部材（４
９）によって主弁座（３２）を閉鎖する位置に押圧され
るとともに、前記小孔（３６）により圧力室（３５）へ
導かれた流体圧力によりポート切換弁体（２７）がその
付勢部材（３７）の付勢力に抗してポート切換弁座（２
２）に押圧されるように構成され、前記主弁体（５２）
が主弁座（３２）から離隔されたとき、前記圧力室（３
５）から主弁孔（３２ａ）、低圧連通孔（３３）及び気
密連通孔（３１）を通して導出口（２４）側へ流体を逃
すことにより、前記ポート切換弁体（２７）の内外受圧
面に作用する圧力差を無くして、前記付勢部材（３７）
により前記ポート切換弁体（２７）が前記軸（２８）に
沿ってポート切換弁座（２２）から離隔するように構成
され、前記ポート切換弁体（２７）がポート切換弁座
（２２）から離隔した状態でポート切換弁体（２７）を
前記軸（２８）を中心に回動してポート（２３、２４、
２５、２６）を切り換えるポート切換手段（２９、３
９、４０、４１、４２、４３）を備えている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明をヒートポンプ式
冷媒回路における冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える電磁式四方弁に具体化した第１実施形態を図１〜図
１０に基づいて説明する。

【００１４】図１０はこの実施形態の電磁式四方弁１１
を組み込んだ空気調和機の基本回路を示す。電磁式四方
弁１１の導入管１２は圧縮機Ｃの吐出側に接続され、導
出管１３は圧縮機１の吸入側に接続されている。又、電
磁式四方弁１１の第１通孔管１４は室内側熱交換器Ｄに
接続され、第２通孔管１５は室外側熱交換器Ｆに接続さ
れている。なお、室内側及び室外側の熱交換器Ｄ，Ｆの
間には膨張弁Ｂ及び毛細管Ｅが直列に接続されている。
そして、この電磁式四方弁１１により冷房時と暖房時の
流体の流路方向を後述するように切り換えるようにして
いる。

【００１５】図５は電磁式四方弁１１の縦断面図であ
る。この四方弁１１は図５の下部に示すように、冷房時
と暖房時の流体の流路方向を切り換えるポート切換弁本
体１６を備えている。

【００１６】前記ポート切換弁本体１６を構成する非磁
性材料からなる金属製のケース２１の下端開口部にはポ
ート切換弁座２２が溶接等により気密的に接合固定され
ている。このポート切換弁座２２には図６に示すように
該弁座２２の軸心を中心とする円周上にポートとしての
導入口２３と導出口２４が対向し、第１の通孔２５と第
２の通孔２６が対向するように９０度の間隔で配置され
ている。前記導入口２３には前記導入管１２が、導出口
２４には前記導出管１３が、両通孔２５，２６には通孔
管１４，１５がそれぞれ接続されている。

【００１７】前記ケース２１及びポート切換弁座２２に
より形成された弁室Ｒにはポート切換弁体２７が前記ポ
ート切換弁座２２の上面中心部に立設固定した軸２８を
中心に水平方向への回動可能に、かつ軸２８に沿って昇
降可能に収容されている。前記ポート切換弁体２７の下
面側には、図６及び図９に示すように、該弁体２７を軸
２８を中心に９０度往復回動することにより前記導入口
２３と第１の通孔２５又は第２の通孔２６のいずれかと
を交互に連通させる略半月状の高圧連通孔３０が形成さ
れている。同じく前記ポート切換弁体２７の下面側に
は、該弁体２７を軸２８を中心に９０度往復回動するこ
とにより前記導出口２４と第１の通孔２５又は第２の通
孔２６のいずれかとを交互に連通させる略半月状の気密
連通孔３１が形成されている。

【００１８】さらに、前記ポート切換弁体２７の上側中
央部には主弁座３２が設けられ、該主弁座３２の上端に
開口する主弁孔３２ａは前記軸２８の孔に接して形成さ
れた低圧連通孔３３によって前記気密連通孔３１に連通
されている。前記主弁座３２の主弁孔３２ａは、前記ケ
ース２１の上部中央に一体形成した取付筒部２１ａ側に
配設された後述する主弁体５２により開閉される。

【００１９】前記導入管１２には円筒状のストッパ３４
が嵌入固定され、その上端部は前記ポート切換弁体２７
の高圧連通孔３０に進入されている。そして、切換弁体
２７の軸２８を中心とした回動範囲を９０度に規制する
ようになっている。

【００２０】前記ポート切換弁体２７の外側面とケース
２１の内側面との間に形成された弁室Ｒ内の空間は圧力
室３５となっていて、この圧力室３５はポート切換弁体
２７に設けた小孔３６によって前記高圧連通孔３０と連
通され、導入管１２内の流体を圧力室３５に徐々に逃す
ようになっている。

【００２１】前記ポート切換弁体２７の下側中心部には
前記軸２８の外周に巻回された付勢部材としてのコイル
ばね３７が収容され、このばね３７によりポート切換弁
体２７をポート切換弁座２２から離隔する上方に常時付
勢している。前記主弁座３３の上部にはストッパ３８が
嵌合固定され、このストッパ３８がケース２１の内頂面
に当接することにより、ポート切換弁体２７の上方への
移動高さ、つまり弁座２２からの離隔距離が設定され
る。

【００２２】次に、前記ポート切換弁体２７を常には前
記ポート切換弁座２２に押圧保持し、ポートの切り換え
時に一時的に前記ポート切換弁座２２からポート切換弁
体２７を浮上させて該弁体２７を軸２８を中心に回動し
てポートの切り換えを行うポート切換機構を説明する。

【００２３】前記ケース２１の外周面には互いに１８０
度隔てて円弧状をなす第１磁極板３９及び第２磁極板４
０が固定されている。この第１及び第２の磁極板３９，
４０と対応して前記ポート切換弁体２７の外周面には、
図９に示すようにＮ極とＳ極をそれぞれ１８０度づつ形
成した全体として円筒状をなす永久磁石２９が嵌合固定
されている。図５に示すように前記第１及び第２の磁極
板３９，４０の外周面には、Ｌ字状をなす第１磁路形成
板４１及び第２磁路形成板４２が接合固定されている。
図７に示すように、前記両磁極板３９，４０と両磁路形
成板４１，４２の下端中央部には凹部３９ａ、４０ａが
形成され、図５に示すように前記ケース２１の下側外周
面に溶接した位置決め用の突起２１ｂに前記凹部３９
ａ、４０ａを嵌合することにより前記両磁極板３９，４
０と両磁路形成板４１，４２の位置を設定している。

【００２４】図５に示すように、両磁路形成板４１，４
２の上下に位置する一対の水平部４１ａ，４２ａの間に
は、電磁コイル４３が装着されている。この電磁コイル
４３を構成するボビン４４は前記水平部４１ａ，４２ａ
の間に介在固定され、該ボビン４４の中心寄りに形成し
た円筒部４４ａの外周面には巻線４５が巻装されてい
る。前記ボビン４４の円筒部４４ａ内には前記ケース２
１の上端取付筒部２１ａに下端部を気密的に嵌合接合し
た非磁性材料よりなる金属製のプランジャチューブ４６
が挿入され、該プランジャチューブ４６の上部内側に
は、前記巻線４５の通電によって磁化される磁性材料よ
りなる吸引子４７が嵌入され、その上端面はボルト４７
Ａによって水平部４２ａに固定されている。

【００２５】前記プランジャチューブ４６の内部には磁
性体よりなるプランジャ４８が上下方向の往復動可能に
収容されている。このプランジャ４８の上側収容凹部４
８ａと吸引子４７との間には該プランジャ４８を下方へ
付勢する付勢部材としてのコイル状のばね４９が介在さ
れている。

【００２６】図１に示すように前記プランジャ４８の下
側外周部には円筒状の案内筒部５０が一体的に形成さ
れ、該案内筒部５０内には感圧支持体５１が上下方向の
往復動可能に収容されている。この感圧支持体５１の下
面には前記主弁座３２の主弁孔３２ａを開閉する主弁部
５２ａを有する主弁体５２が一体的に形成されている。
前記感圧支持体５１の上側面と前記案内筒部５０の内頂
面との間には、パイロット圧室５３が形成されている。
前記感圧支持体５１の外周面と前記案内筒部５０の内周
面との間の隙間は、絞り通路５４となっている。この絞
り通路５４によって前記ケース２１内の前記圧力室３５
と前記パイロット圧室５３とが連通されている。前記主
弁体５２及び感圧支持体５１の中心部には軸線方向にパ
イロット通路５５が形成され、該パイロット通路５５に
より前記パイロット圧室５３は前記主弁座３２の主弁孔
３２ａを通して低圧連通孔３３と連通可能となってい
る。

【００２７】前記プランジャ４８の下側中央部には前記
パイロット圧室５３内に位置するように前記パイロット
通路５５の弁孔５５ａを開閉する球体よりなるパイロッ
ト弁５６が取り付けられている。

【００２８】前記案内筒部５０の下端内周面には、シー
ル部材としてのシールリング５７が嵌入され、該案内筒
部５０の下端の薄肉周縁をシールリング５７の下面にカ
シメ付けることにより固定されている。このシールリン
グ５７の上面はシール面５７ａとなっていて、前記感圧
支持体５１の下端のシール面５１ａと上下方向に対向し
て互いに平行に配設されている。そして、電磁コイル４
３の巻線４５に通電されて吸引子４７によりプランジャ
４８が上方に移動されると、案内筒部５０及びシールリ
ング５７が上方に移動され、シールリング５７のシール
面５７ａが感圧支持体５１のシール面５１ａに接触し、
前記絞り通路５４を閉鎖すようにしている。

【００２９】次に、前記のように構成した電磁式四方弁
１１の使用方法及び動作について説明する。図９（ａ）
〜図９（ｃ）は、前記導入口２３、導出口２４、両通孔
２５、２６、永久磁石２９、ストッパ３４及び磁極板３
９、４０等の位置関係を示す図である。図９（ａ）は暖
房運転時のセット状態を示す。この場合、巻線４５のリ
ード線に順方向の直流電流を通電した後、非通電とした
ことにより、第１磁極板３９がＮ極となるとともに第２
磁極板４０がＳ極となり、永久磁石２９の対向するＳ
極、Ｎ極と第１磁極板３９と第２磁極板４０がそれぞれ
吸引し合っている状態である。又、永久磁石２９と一体
化されたポート切換弁体２７とともに高圧連通孔３０が
反時計回りに回動し、図９（ａ）のようにストッパ３４
が高圧連通孔３０の一端側に当接して回動がストップさ
れており、高圧連通孔３０により導入口２３と室内熱交
換器Ｄに繋がる第１の通孔２５とが連通された状態であ
る。又、気密連通孔３１により導出口２４と室外熱交換
器Ｆに繋がる第２の通孔２６とが連通された状態であ
る。

【００３０】従って、図１０の実線の矢印にて示すよう
に圧縮機Ｃの吐出口から出た冷媒は、導入管１２、導入
口２３を経て第１の通孔２５を通り、第１通孔管１４を
経て室内熱交換器Ｄに入り、毛細管Ｅを経て、室外熱交
換器Ｆを通り、第２通孔管１５、第２の通孔２６、導出
口２４、導出管１３を経て圧縮機Ｃの吸入口に戻る。

【００３１】次に、図９（ａ）の状態において、図５に
示す巻線４５のリード線に対し、逆方向の直流電流を流
すと、図９（ｂ）に示すように第１磁極板３９がＳ極に
なるとともに、第２磁極板４０がＮ極となり、永久磁石
２９の対向するＳ極と第１磁極板３９の磁極が同極とな
り、永久磁石２９の対向するＮ極と第２磁極板４０が同
極となるため、図９（ｂ）中の矢印に示すように相互の
反発力が生じて時計回り方向に回動する。この時、図５
に示すようにばね４９の付勢力によりプランジャ４８、
パイロット弁５６、感圧支持体５１、主弁体５２及びポ
ート切換弁体２７がばね３７の付勢力に抗して下方に押
圧され、主弁体５２は主弁座３２の主弁孔３２ａを閉鎖
し、パイロット弁５６は弁孔５５ａを閉鎖し、圧力室３
５が高圧状態の冷媒で高圧となりポート切換弁体２７は
ポート切換弁座２２に押圧されているので、前記磁気反
発力では回動できない。

【００３２】しかし、前記巻線４５に逆方向の直流電流
を流すと同時にプランジャ４８が図１に示す状態からば
ね４９の付勢力に抗して図２に示すように中間位置まで
吸引子４７側に吸引され、前記プランジャ４８ととも
に、パイロット弁５６が上昇され、主弁体５２及び感圧
支持体５１に形成したパイロット通路５５の弁孔５５ａ
が開放される。すると、図２において、パイロット圧室
５３の高圧の流体がパイロット通路５５から図５に示す
低圧連通孔３３、気密連通孔３１へ流れ、パイロット圧
室５３の圧力が低下する。この時、図２に示すように前
記案内筒部５０に取り付けたシールリング５７のシール
面５７ａが感圧支持体５１のシール面５１ａに当接され
て絞り通路５４が閉塞される。この結果、パイロット圧
室５３内の流体が速やかに通路５５を通して低圧連通孔
３１側に排出されるので、感圧支持体５１の上側受圧面
に作用するパイロット圧室５３内の圧力よりも下側受圧
面に作用する圧力室３５の圧力が高くなって、感圧支持
体５１は主弁体５２とともに図２に示す位置から図３に
示す主弁座３２の主弁孔３２ａを開放する位置に移動さ
れると同時にプランジャ４８が吸引子４７に吸着され
る。

【００３３】前記主弁体５２及び感圧支持体５１の上昇
により主弁座３２が開放されると、圧力室３５内には小
孔３６から導入口２３側の流体が少量流入するが、図５
において圧力室３５内の流体が主弁孔３２ａ、低圧連通
孔３３及び気密連通孔３１を介して導出管１３側に多量
に流れる。このためポート切換弁体２７の外側受圧面に
作用する圧力室３５の圧力と下側受圧面に作用する圧力
とがバランスするので、ポート切換弁座２２に対しポー
ト切換弁体２７を押さえ付ける圧力差が無くなり、ポー
ト切換弁体２７はばね３７の付勢力によりポート切換弁
座２２から上方に離隔され、図４に示すようにストッパ
３８がケース２１の内頂面に当接して停止される。この
ようにばね３７によりポート切換弁体２７が弁座２２か
ら離隔された状態では、圧力室３５、低圧側の気密連通
孔３１及び高圧連通孔３０が互いに連通状態となって、
弁室Ｒ内が同じ圧力となり、ポート切換弁体２７をポー
ト切換弁座２２に押圧する力が無くなり、ポート切換弁
体２７を所定位置に保持しようとするトルク（負荷トル
ク）が大幅に減少する。このため、図９（ｂ）に示す前
記磁力の反発力により、ポート切換弁体２７が永久磁石
２９とともに図９（ｃ）の状態まで回動する。

【００３４】図９（ｃ）に示す状態では、ストッパ３４
が高圧連通孔３０の他端側に当接して、ポート切換弁体
２７の回動がストップした状態で、巻線４５のリード線
に対し、逆方向の直流電流を流した数秒後に非通電にす
ると、ばね４９の付勢力により前記プランジャ４８とと
もに、感圧支持体５１、主弁体５２、主弁座３２及びポ
ート切換弁体２７がばね３７の付勢力に抗して押し下げ
られ、ポート切換弁体２７の下面がポート切換弁座２２
に押圧される。この結果、ポート切換弁体２７の上部の
圧力室３５には小孔３６を通って高圧連通孔３０の高圧
冷媒が流れ込み、圧力室３５と低圧側の気密連通孔３１
との間に圧力差が生じて、ポート切換弁体２７の下面が
ポート切換弁座２２の上面に押圧されて密着される。

【００３５】従って、図１０の破線の矢印にて示すよう
に圧縮機Ｃの吐出口から出た冷媒は、導入管１２、導入
口２３を経て第２の通孔２６を通り、第２通孔管１５を
経て室外熱交換器Ｆに入り、毛細管Ｅを経て、室内側熱
交換器Ｄを通り、第１通孔管１４、第１の通孔２５、導
出口２４、導出管１３を経て圧縮機Ｃの吸入口に戻り、
冷房運転回路となる。

【００３６】なお、図９（ｃ）の状態において、巻線４
５のリード線に順方向の直流電流を流すと、前記と同様
にポート切換弁体２７が上昇し、ばね３７によりポート
切換弁体２７が上方に保持されることによって圧力室３
５と低圧側の気密連通孔３１と高圧連通孔３０が連通状
態となって、ケース２１内が同じ圧力となり、ポート切
換弁体２７をポート切換弁座２２に押圧する力がなくな
る。このため前記とは逆にポート切換弁体２７と永久磁
石２９が容易に反時計回りに回動し再び図９（ａ）の暖
房運転状態に切り換えられる。

【００３７】次に、前記のように構成した電磁式四方弁
１１の作用、効果を構成とともに列記する。 （１）前記実施形態ではプランジャ４８がパイロット弁
５６とともにパイロット通路５５を開放する方向に引き
上げられたとき、圧力室３５とパイロット圧室５３を連
通する絞り通路５４を閉鎖するシールリング５７を設け
た。このため、パイロット弁５６がパイロット通路５５
を開放した直後に絞り通路５４を閉鎖して圧力室３５か
らパイロット圧室５３への高圧流体の供給を遮断でき、
パイロット圧室５３の圧力低下を迅速に行い、主弁体５
２の開放動作を迅速に行うことができる。

【００３８】（２）前記実施形態ではパイロット弁５６
の開放動作時にシールリング５７により絞り通路５４を
閉鎖するようにしたので、前記パイロット通路５５の通
路面積よりも小さい範囲内において前記絞り通路５４の
通路面積の設定範囲を広くすることができる。このた
め、絞り通路５４の通路面積の設定精度を低くして製造
及び組付作業を容易に行うことができる。

【００３９】（３）前記実施形態ではパイロット弁５６
の開放動作直後にシールリング５７により絞り通路５４
を閉鎖するようにしたので、パイロット弁５６が接触す
るパイロット通路５５の通路面積を絞り通路５４の零と
なった通路面積を基準に小さく設定することができる。
このため、パイロット通路５５の弁孔５５ａからパイロ
ット弁５６を引き離す際の力を低減することができ、パ
イロット弁５６の開放動作に要する巻線４５の消費電力
を低減することができる。

【００４０】（４）前記実施形態では感圧支持体５１の
外周面と案内筒部５０の内周面との間の隙間を絞り通路
５４とし、案内筒部５０の下端内周面にシールリング５
７を嵌入してカシメ固定する構造とした。このため、絞
り通路５４の形成及びその通路５４の遮蔽手段として簡
素なシールリング５７を用いることができ、部品点数を
低減し、製造及び組み付けコストの低減を図ることがで
きる。

【００４１】（５）前記実施形態ではプランジャ４８に
案内筒部５０を一体に形成し、筒部５０内に感圧支持体
５１を収容し、該支持体５１に主弁体５２を設け、案内
筒部５０の下端部にシールリング５７を取り付けた。こ
のため、電磁コイル４３のプランジャ４８に対し、案内
筒部５０、パイロット弁５６、感圧支持体５１、主弁体
５２、シールリング５７を予め一つのユニットとして組
み付けることができ、ケース２１に対する組付性を向上
することができる。

【００４２】次に、この発明を電磁式二方弁に具体化し
た第２実施形態を図１１に基づいて説明する。この第２
実施形態では前記ケース２１に対し、導入口２３と導出
口２４が設けられ、前記感圧支持体５１に連結した主弁
体５２は、前記導出口２４と対応して設けた主弁座６０
の主弁孔６０ａを開閉するように配設されている。電磁
コイル４３の磁路形成板４１、４２は右側壁部において
一体に連結されている。

【００４３】従って、この実施形態では、巻線４５に通
電されると、プランジャ４８及びパイロット弁５６が上
昇され、パイロット通路５５が開放されると、パイロッ
ト圧室５３の流体がパイロット通路５５を通して導出口
２４へ流れ、シールリング５７により絞り通路５４が閉
鎖されて、感圧支持体５１が圧力差の増大により上方に
移動され、主弁体５２が主弁座６０の主弁孔６０ａから
離れる。このため、導入管１２内の流体が圧力室３５を
経て導出管１３へ流れる。なお、巻線４５への通電を停
止すると、ばね４９によりプランジャ４８、パイロット
弁５６が下方に移動され、感圧支持体５１及び主弁体５
２が下方に移動されて、主弁体５２により主弁孔６０ａ
が閉鎖される。又、この第２実施形態において、前記第
１実施形態と同様の機能を有する部材については、同一
の符号を付している。

【００４４】この第２実施形態においても前述した第１
実施形態の作用効果（１）〜（５）と同様の効果を奏す
る。なお、本実施形態は、次のように変更して具体化す
ることも可能である。

【００４５】・図１２に示す別例は、前記感圧支持体５
１の圧力室３５の側端面に設けた円環状のシール面５１
ａ及び前記シールリング５７のシール面５７ａを横断面
が円弧面に形成している。

【００４６】この別例では、主弁座３２の主弁座３２ａ
に対し主弁体５２の断面が円弧状をなす主弁部５２ａが
正規の閉弁位置からズレて、主弁体５２の軸線が傾斜し
ていても、シール面５１ａとシール面５７ａのシール性
を確保でき、動作信頼性を向上することができる。特
に、四方弁の場合には、ポート切換弁体２７が上下に移
動する構造であるため、製造及び組み付け誤差により上
述のズレが生じ易く、この別例を適用するとよい。

【００４７】・図１３に示す別例は、感圧支持体５１の
外周面を案内筒部５０の内周面に摺接嵌入するととも
に、感圧支持体５１に対し絞り通路５４をドリル等によ
り貫通形成し、この絞り通路５４を案内筒部５０に取り
付けたシール部材としてのシール突起６１のシール面６
１ａにより閉鎖するようにしている。この実施形態では
図示しないが、感圧支持体５１の周り止め機構が必要と
なる。

【００４８】・図１４に示す別例は、感圧支持体５１の
外周面を案内筒部５０の内周面に摺接嵌入するととも
に、案内筒部５０の外周面とプランジャチューブ４６の
内周面との間に圧力室３５に連通する連通路６２を形成
し、前記案内筒部５０及び感圧支持体５１に対し絞り通
路６４、６５をドリル等により感圧支持体５１の移動方
向と直交する方向に貫通形成している。この実施形態で
も図示しないが、感圧支持体５１の周り止め機構が必要
となる。

【００４９】この別の実施形態ではパイロット弁５６が
パイロット通路５５から離れた後に両絞り通路６４、６
５の連通が断たれる。従って、両絞り通路６４、６５が
遮断されているストロークが長いので、パイロット圧室
５３内の圧力低下が迅速に行われ、主弁体５２の開放を
より迅速に行うことができる。

【００５０】・前記実施形態ではプランジャ４８に案内
筒部５０を形成し、該筒部５０に感圧支持体５１を収容
したが、図１５に示すような従来の電磁パイロット式二
方弁において、プランジャ８６の上方への移動により絞
り通路９０を遮断する手段を設けることもできる。

【００５１】・前記実施形態では、四方弁と二方弁に具
体化したが、三方弁、五方弁以上の切換ポートを有する
電磁式パイロット弁に具体化してもよい。・前記実施形
態では直流電流を用いて電磁コイル４３を動作するよう
にしたが、交流の半波整流、又は交流の全波整流電流を
順方向又は逆方向に通電するようにしてもよい。

【００５２】次に、前記実施形態から把握される請求項
以外の技術思想について、以下に列記する。 （技術思想１） 請求項３において、前記各ポート（２
３、２４、２５、２６）の切換手段は、前記ケース（２
１）の外周面に設けられ、前記電磁コイル（４３）の巻
線（４５）への通電方向を切り換えることにより極性を
切り換え可能な第１及び第２の磁極板（３９、４０）
と、前記ポート切換弁体（２７）の外周部に対し前記両
磁極板（３９、４０）と対応して取り付けられた異なる
極性を有する永久磁石（２９）とにより構成されている
電磁パイロット式弁。

【００５３】（技術思想２） 請求項１〜３、技術思想
１のいずれか一項において、前記電磁コイル（４３）の
プランジャ（４８）の先端部には前記感圧支持体（５
１）を収容する案内筒部（５０）が一体状に形成されて
いる電磁パイロット式弁。

【００５４】技術思想２に記載の発明によれば、プラン
ジャに対し案内筒部を容易に形成することができる。 （技術思想３） 技術思想２において、前記絞り通路
（５４）は、前記感圧支持体（５１）の外周面と案内筒
部（５０）の内周面との間に形成された円環状の隙間で
あって、該絞り通路（５４）は前記感圧支持体（５１）
の圧力室（３５）側端面に形成したシール面（５１ａ）
に対し、案内筒部（５０）に取り付けたシールリング
（５７）のシール面（５７ａ）が接触することにより閉
止されるものである電磁パイロット式弁。

【００５５】（技術思想４） 技術思想３において、前
記感圧支持体（５１）の外周面は案内筒部（５０）の内
周面に摺接され、前記絞り通路（５４）は前記感圧支持
体（５１）に貫設した通路（５４）であって、該通路
（５４）は前記案内筒部（５０）に取り付けたシール部
材（６１）のシール面（６１ａ）により閉止されるもの
である電磁パイロット式弁。

【００５６】（技術思想５） 技術思想２において、前
記感圧支持体（５１）の外周面は案内筒部（５０）の内
周面に摺接され、前記絞り通路（５４）は前記感圧支持
体（５１）及び案内筒部（５０）に軸線方向と交差する
方向に貫設した対応する一対の通路（６４、６５）であ
って、感圧支持体（５１）に形成した通路（６５）は、
前記案内筒部（５０）が電磁コイル（４３）により移動
されたとき該案内筒部（５０）の内周面によって閉止さ
れるものである電磁パイロット式弁。

【００５７】技術思想３〜５に記載の発明によれば、技
術思想２に記載の効果に加えて、絞り通路及びシール部
材の形成を容易に行うことができる。特に、電磁コイル
のプランジャに対し、案内筒部、パイロット弁、感圧支
持体、主弁体、シール部材を予め一つのユニットとして
組み付けることができ、ケースに対する組付性を向上す
ることができる。

【００５８】（技術思想６） 技術思想３において、前
記感圧支持体（５１）の圧力室（３５）側端面に設けた
円環状のシール面（５１ａ）及び前記シールリング（５
７）のシール面（５７ａ）は横断面が円弧面に形成され
ている電磁パイロット式弁。

【００５９】（技術思想７） 請求項３において、前記
四つのポート（２３、２４、２５、２６）は冷暖房シス
テムの四つの配管系に接続され、冷暖房サイクルの切り
換えを行うように構成されている電磁パイロット式弁。

【００６０】（技術思想８） 請求項１〜３、技術思想
１〜７のいずれか一つにおいて、前記パイロット弁（５
６）は球体により形成されている電磁パイロット式弁。

【００６１】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ため、次のような効果を奏する。請求項１〜３に記載の
発明によれば、導入口に連通する圧力室とパイロット圧
室を連通する絞り通路の通路面積の設定を行い易くする
とともに、主弁体の開閉動作を円滑に行うことができ、
パイロット弁の主弁体からの開放動作に要する電磁コイ
ルの消費電力を低減することができ、さらに製造及び組
付作業を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明を電磁パイロット式四方弁に具体化
した第１実施形態のパイロット弁閉鎖状態を示す要部断
面図。

【図２】 パイロット弁開放状態の要部断面図。

【図３】 主弁体の開放状態を示す要部断面図。

【図４】 ポート切換弁体の開放状態を示す要部断面
図。

【図５】 電磁パイロット式四方弁の縦断面図。

【図６】 ポート切換弁体と切換弁座を示す分解斜視
図。

【図７】 電磁コイル及び磁性板の斜視図。

【図８】 プランジャ、感圧支持体、主弁体、シールリ
ングの分解斜視図。

【図９】 図５のイ―イ線におけるポート切換弁体と、
永久磁石とポート切換弁座との関係を示す断面図。

【図１０】 空気調和機の基本回路図。

【図１１】 この発明を電磁パイロット式二方弁に具体
化した第２実施形態の縦断面図。

【図１２】 この発明の別の実施形態を示す部分断面
図。

【図１３】 この発明の別の実施形態を示す部分断面
図。

【図１４】 この発明の別の実施形態を示す部分断面
図。

【図１５】 従来の電磁パイロット式二方弁の断面図。

【符号の説明】

１１…電磁パイロット式四方弁、１２…導入管、１３…
導出管、１４…第１通孔管、１５…第２通孔管、１６…
ポート切換弁本体、２１…ケース、２２…ポート切換弁
座、２３…導入口、２４…導出口、２５，２６…第１及
び第２の通孔、２７…ポート切換弁体、２８…軸、３０
…高圧連通孔、３１…気密連通孔、３２…主弁座、３２
ａ…主弁孔、３３…低圧連通孔、３４…ストッパ、３５
…圧力室、３６…小孔、３７…付勢部材としてのばね、
３９…第１磁極板、４０…第２磁極板、４１…第１磁路
形成板、４２…第２磁路形成板、４３…電磁コイル、４
５…巻線、４６…プランジャチューブ、４７…吸引子、
４８…プランジャ、４９…ばね、５０…案内筒部、５１
…感圧支持体、５１ａ…シール面、５２…主弁体、５３
…パイロット圧室、５４、６４、６５…絞り通路、５５
…パイロット通路、５６…パイロット弁、５７…シール
部材としてのシールリング、５７ａ…シール面、Ｒ…弁
室。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−292050（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−30741（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−247328（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−42737（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−104175（ＪＰ，Ｕ) 実公 平３−36774（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/40 F16K 11/074 F25B 41/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の導入口（２３）、導出口（２４）
   及び弁室（Ｒ）を備えたケース（２１）の弁室（Ｒ）に
   案内筒部（５０）の一端を開口させ、該案内筒部（５
   ０）内には感圧支持体（５１）を往復動可能に収容し、
   該感圧支持体（５１）には前記弁室（Ｒ）内の主弁座
   （３２，６０）を開閉し得る主弁体（５２）を連結し、
   前記ケース（２１）の外側に前記感圧支持体（５１）と
   対応して電磁コイル（４３）を装着し、前記感圧支持体
   （５１）の弁室（Ｒ）と反対側面、前記電磁コイル（４
   ３）のプランジャ（４８）の先端面及び前記案内筒部
   （５０）の内周面によりパイロット圧室（５３）を形成
   し、前記感圧支持体（５１）及び案内筒部（５０）の少
   なくとも一方に、前記主弁体（５２）の上流側の弁室
   （Ｒ）に形成される圧力室（３５）と前記パイロット圧
   室（５３）を連通する絞り通路（５４）を形成し、前記
   感圧支持体（５１）及び主弁体（５２）には前記パイロ
   ット圧室（５３）と前記導出口（２４）側とを連通する
   パイロット通路（５５）を形成し、前記プランジャ（４
   ８）には前記パイロット圧室（５３）内において前記パ
   イロット通路（５５）を開閉するパイロット弁（５６）
   を設け、前記プランジャ（４８）及びパイロット弁（５
   ６）を付勢部材（４９）により常には閉弁方向に付勢
   し、前記電磁コイル（４３）が励磁されてプランジャ
   （４８）とともに前記パイロット弁（５６）が前記付勢
   部材（４９）の付勢力に抗してパイロット通路（５５）
   を開放する位置に移動されたとき、前記プランジャ（４
   ８）の移動により前記絞り通路（５４）を閉塞する手段
   （５０、５７）を設けた電磁パイロット式弁。
2. 【請求項２】 請求項１において、電磁パイロット式弁
   は二方弁であって、前記主弁体（５２）は前記導出口
   （２４）と対応して設けた主弁座（６０）の主弁孔（６
   ０ａ）を開閉するように配設されている電磁パイロット
   式弁。
3. 【請求項３】 請求項１において、電磁パイロット式弁
   は前記ケース（２１）のポート切換弁座（２２）に導入
   口（２３）、導出口（２４）、第１及び第２の通孔（２
   ５、２６）の計四つのポートを設け、前記弁室（Ｒ）内
   には前記各ポート（２３、２４、２５、２６）を切り換
   えるポート切換弁体（２７）を配設した四方弁であっ
   て、 前記ポート切換弁体（２７）は、前記ポート切換弁座
   （２２）に対し軸（２８）に案内されて該ポート切換弁
   座（２２）から離隔可能に、かつ離隔した状態で前記軸
   （２８）を中心に所定の角度範囲で往復回動可能に支持
   され、 前記ポート切換弁体（２７）は、前記導入口（２３）と
   第１の通孔（２５）又は第２の通孔（２６）を連通する
   高圧連通孔（３０）と、前記導出口（２４）と第１の通
   孔（２５）又は第２の通孔（２６）を連通する気密連通
   孔（３１）を有し、 前記ポート切換弁体（２７）の上部には、前記主弁体
   （５２）により開閉される主弁座（３２）が設けられ、
   該主弁座（３２）には前記圧力室（３５）と前記気密連
   通孔（３１）とを連通し得る主弁孔（３２ａ）及び低圧
   連通孔（３３）が形成され、 前記ポート切換弁体（２７）とポート切換弁座（２２）
   との間には、ポート切換弁座（２２）からポート切換弁
   体（２７）を離隔する方向に付勢する付勢部材（３７）
   が設けられ、 前記ポート切換弁体（２７）には、前記高圧連通孔（３
   ０）から前記圧力室（３５）側へ流体を導くための小孔
   （３６）が形成され、 前記電磁コイル（４３）の消磁状態では、前記プランジ
   ャ（４８）、パイロット弁（５６）、感圧支持体（５
   １）及び主弁体（５２）が付勢部材（４９）によって主
   弁座（３２）を閉鎖する位置に押圧されるとともに、前
   記小孔（３６）により圧力室（３５）へ導かれた流体圧
   力によりポート切換弁体（２７）がその付勢部材（３
   ７）の付勢力に抗してポート切換弁座（２２）に押圧さ
   れるように構成され、 前記主弁体（５２）が主弁座（３２）から離隔されたと
   き、前記圧力室（３５）から主弁孔（３２ａ）、低圧連
   通孔（３３）及び気密連通孔（３１）を通して導出口
   （２４）側へ流体を逃すことにより、前記ポート切換弁
   体（２７）の内外受圧面に作用する圧力差を無くして、
   前記付勢部材（３７）により前記ポート切換弁体（２
   ７）が前記軸（２８）に沿ってポート切換弁座（２２）
   から離隔するように構成され、 前記ポート切換弁体（２７）がポート切換弁座（２２）
   から離隔した状態でポート切換弁体（２７）を前記軸
   （２８）を中心に回動してポート（２３、２４、２５、
   ２６）を切り換えるポート切換手段（２９、３９、４
   ０、４１、４２、４３）を備えた電磁パイロット式弁。