JP3746838B2

JP3746838B2 - 四方弁

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Publication number: JP3746838B2
Application number: JP13928496A
Authority: JP
Inventors: 三男杉田; 昇中川
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2016-05-31
Also published as: JPH09292050A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、四方弁に関し、特にヒートポンプ型空気調和機において、冷暖房の切り換え、及び暖房運転時の室外熱交換器の除霜操作に用いられる四方弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気調和機の冷暖房サイクルにおいては、冷房運転と暖房運転を切り換えるために従来より四方弁が使用されている。この四方弁の一例として、実開平７−１６０８４号公報に開示されている、ロータリー型の四方弁を図１１に示す。
【０００３】
この四方弁は、上部に電磁石１２８を配設した弁本体１１２が、円筒状のボディ１１３と、弁座１１４、ボディ１１３の内面に配設されたプラスチックマグネット１３２、ヨーク１３９および樹脂製の弁１３８を組み付けたロータアッシー１３１からなり、さらに弁座１１４には導入口１１６と導入口１２１ならびに二つの通孔が形成されている。
【０００４】
そして、上記構成を有する四方弁においては、電磁石１２８をボディ１１３の上部に配設したため、弁本体１１２をコンパクトに形成できるとともに、導入口１１６を弁座１１４に設け、導入管１２０をボディ１１３底部に設けたため、ガイド孔１２４に導入管１２０を突出させて弁体回動のストッパとして使用できるようになっている。
【０００５】
また、弁体１３８をプラスチックマグネット１３２、ヨーク１３９及び樹脂製の弁１３８からなるローターアッシー１３１として、プラスチックマグネット１３２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、弁体１３８と弁座１１４とのシールの安定性の確保が容易になるという利点を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の四方弁では、ローター及び電磁コイルが小型に形成されているため、樹脂製の弁１３８の上部と下部の圧力差が大きいと作動しない恐れがある。そのため、冷凍サイクルで冷暖房の切換を行う際に、圧縮機を停止し、冷媒の吸入圧力と吐出圧力を均一化し、圧力差を小さくする必要があった。すなわち、冷暖房の切換に時間を要し、圧力差を得るため多くの電力を必要とした。特に、暖房運転時の室外熱交換器の除霜操作では問題であった。
【０００７】
そこで、本発明はかかる従来の四方弁の問題点に鑑みてなされたものであって、より高い差圧での作動を可能とするとともに、ローター及び電磁コイル等の大型化に伴う製造コストの上昇を招くことのない四方弁を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、四方弁であって、円筒状の弁本体と、少なくとも低圧導出口と二つの通孔が穿設された主弁座と、該主弁座上に位置し、前記低圧導出口と前記二つの通孔のいずれか一方と連通する連絡溝を有し、回動することにより、前記低圧導出口と前記二つの通孔のいずれか一方との流路を切り換える主弁体と、該主弁体を貫通し、一端が前記連絡溝に連通するとともに、他端が該主弁体の上部に形成されたパイロット弁座に連通するパイロットポートと、前記パイロット弁座とでパイロット弁を構成し、該パイロット弁座に接離するパイロット弁体と、前記主弁体を回動させるとともに、前記パイロット弁体を上下方向に移動させるための駆動手段と、前記主弁体の側面凹部に装着されて該主弁体の側面と前記弁本体の内壁との間をシールするピストンリングよりも上方の空間であって、前記パイロット弁座と、前記パイロットポートを介して前記連絡溝に連通する主弁体上部空間と、前記ピストンリングよりも下方の空間であって、前記弁本体と前記主弁座との間に形成された主弁体下部空間と、該主弁体下部空間に連通する高圧導入口で構成され、前記駆動手段によりパイロット弁が開き、前記主弁体上部空間と前記主弁体下部空間の間に差圧が発生し、前記主弁体が前記主弁座から離間した状態で回動することにより前記低圧導出口、前記高圧導入口及び前記二つの通孔の流路が切り換えられると共に、前記主弁体上部空間と前記主弁体下部空間との間をシールするためのシール手段を有しており、前記シール手段は前記ピストンリングで構成されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、前記高圧導入口は、前記主弁座に穿設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、前記二つの通孔のうち前記低圧導出口と連通していない通孔と、前記高圧導入口とを連通するガイド溝を主弁体に形成したことを特徴とする。
【００１１】
請求項４記載の発明は、前記パイロット弁体を前記パイロット弁座側に付勢する付勢手段を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記付勢手段が、前記パイロット弁体と、該パイロット弁体の上方に位置するばね取付部材との間に配置された圧縮コイルばねであることを特徴とする。
【００１６】
請求項６記載の発明は、前記主弁体の回動中心に形成された凹部と、前記主弁座の該主弁体の凹部に対向する位置に形成した凹部との間に軸を装着したことを特徴とする。
【００１７】
請求項７記載の発明は、四方弁であって、円筒状の弁本体と、該弁本体の下部に配置され、導入口と、導出口と、二つの通孔を有する主弁座と、該主弁座上に位置し、前記導入口と前記二つの通孔のいずれか一方とを連通するガイド溝と、前記導出口と前記二つの通孔の他方とを連通する連絡溝とを有し、回動することにより、前記導入口及び前記導出口と前記通孔との流路を切り換える主弁体と、前記主弁体の上部に固定された導磁性ヨークと、該導磁性ヨークの周面に一体に形成された多極永久磁石と、前記主弁体を貫通し、一端が前記導出口に連通するとともに、他端が該主弁体の上部に形成されたパイロット弁座に連通するパイロットポートと、前記主弁体の上方に配置され、前記パイロット弁座とでパイロット弁を構成し、該パイロット弁座に接離するパイロット弁体を下部に有するプランジャーと、該プランジャーを摺動可能に保持し、上部に吸引子が固定されたプランジャーチューブと、前記吸引子と前記プランジャーの間に配置され、該プランジャーを前記パイロット弁座側に付勢するプランジャーばねと、前記導磁性ヨークの上方に配置され、かつ、該吸引子の周囲に配置された電磁コイルと、該電磁コイル及び前記多極永久磁石の周囲に配置された外函と、前記弁本体の内壁に対向する、前記主弁体の周面に配置されたピストンリングと、前記導磁性ヨークの周面と、前記弁本体の内壁と、前記主弁体の周面と、前記ピストンリング周面によって形成される主弁体上部空間と、前記主弁座の周面と、前記弁本体の内壁と、前記主弁体の周面と、前記ピストンリング周面によって形成される主弁体下部空間と、前記電磁コイルの通電方向を切り換えるための切換スイッチとで構成されることを特徴とする。
【００１８】
そして、請求項１乃至３に記載の発明によれば、単一の駆動手段によりパイロット弁が開き、主弁体の上下空間に差圧が発生し、主弁体をパイロット動作で主弁座から離間させた状態で回動させることにより管路の切換が可能となる。また、本四方弁を冷凍回路に使用した場合には、圧縮機を運転した状態においても管路の切り換えが可能となる。さらに、切換動作時に、主弁体と主弁座間が離間しているため、シール部の磨耗が少なく、両者間に異物が噛み込んだ場合であっても、冷媒の流れによって取り除かれる。また、主弁の弁閉時には、主弁体が高圧流体により主弁座に押しつけられているため、この状態においては駆動手段を動作させる必要がない。
【００１９】
請求項４乃至５に記載の発明によれば、さらに、パイロット弁体をパイロット弁座側に付勢する付勢手段を設けたので、迅速にパイロット弁を閉状態とすることが可能となるとともに、閉状態におけるパイロット弁体とパイロット弁座とのシール性をさらに高めることができる。
【００２０】
請求項１記載の発明によればさらに、前記主弁体上部空間と前記主弁体下部空間との間をシールするためのシール手段を設けたので、主弁体の側面と弁本体の内面との間の隙間の調整等を必要としない。
【００２２】
請求項６記載の発明によれば、前記主弁体の回動中心に形成された凹部と、前記主弁座の該主弁体の凹部に対向する位置に形成した凹部との間に軸を装着したので、主弁体及び主弁座の加工が容易となるとともに、軸が磨耗した場合には、取り換えることができる。
【００２３】
請求項７記載の発明によれば、電磁コイルの励磁により、パイロット弁が開き、主弁体の上下空間に差圧が発生し、主弁体をパイロット動作で上昇させた状態で回動させることにより管路の切り換えが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる四方弁の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明する。
【００２５】
図１は、本発明にかかる四方弁の第１実施例を示す断面図である。この四方弁１は、大きく分けて、弁本体２、主弁部ＶＭ、パイロット弁部ＶＰ、磁気回路Ｍにより構成されている。
【００２６】
弁本体２は両端が開放された円筒状に形成され、その上端は外函３の下方開放端に挿入された形で密閉固定されている。弁本体２の上端には、非磁性スペーサ１９が設けられ、この非磁性スペーサ１９は電磁コイル４の下方に位置する。また、この弁本体２の内側には、主弁体８が回転可能に設けられ、弁本体２の下端には、主弁座１０が固定されている。
【００２７】
主弁部ＶＭは、主弁体８の下部と、主弁座１０等によって構成される。主弁体８は弁本体２内に配置され、主弁体８の下面８ｂは主弁座１０の上面１０ａとの接触面である。図２は主弁体８の底面図であって、この下面８ｂには、主弁座１０に形成された、冷房運転での圧縮機４０の冷媒吸入口に通じる導出口１１と、室内熱交換器４１に通じる通孔２３とを連通させる連絡溝２１が形成されている。さらに、主弁体８の下面８ｂには、圧縮機４０の冷媒吐出口に通じる導入口１２と、前述の主弁座１０に形成され、室外熱交換器４２に通じる通孔２４を連通させるガイド溝２２が形成される。
【００２８】
主弁体８の下面８ｂの中央には、軸穴８ｄが穿設され、軸１３が挿入される。この軸１３によって、主弁座１０に対して主弁体８が回動可能に保持される。さらに、主弁体８の側面凹部８ｃと弁本体２の内壁には、主弁体８の上方の空間２５と下方の空間２６をシールするため、ピストンリング１４が装着される。
【００２９】
主弁体８の上部には、円筒状の導磁性ヨーク３３が設けられ、この導磁性ヨーク３３には、図６及び図７に示すように、永久磁石片Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２が取り付けられている。そして、電磁コイル４に通電すると、主弁体８が回転し、管路１１、１２、２３、２４を切り換えることができる。
【００３０】
主弁体８の下方には、下面８ｂと接離回転することによって弁の開閉動作を行う円板状の主弁座１０が位置する。この主弁座１０は、弁本体２内の下部にろう付け等よって密閉固定され、図５に示すように、導出口１１及び導入口１２が形成されるとともに、二つの通孔２３、２４が穿設される。導出口１１には冷凍サイクルの圧縮機４０の冷媒吸入口に通じる低圧側配管３１が取り付けられる。また、導入口１２には、圧縮機４０の冷媒出口に通じる高圧側配管３２が取り付けられる。尚、導入口１２を有する管路は、図１に示すように、ガイド溝２２内に突出し、回動する主弁体８のストッパとして機能する。また、主弁座１０の上面１０ａは、主弁体８の下面８ｂとの当接面であって、この上面１０ａの中央に軸孔１０ｂが穿設され、上記軸１３が挿入される。
【００３１】
そして、上述の主弁部ＶＭの構成により、図２に示すように導出口１１と通孔２３が導通すると同時に導入口１２と通孔２４が導通する状態、すなわち冷房状態と、図４に示すように、導出口１１と通孔２４が導通し、同時に導入口１２と通孔２３が導通する状態、すなわち暖房状態との切り換えを行うことができる。
【００３２】
次に、パイロット弁部ＶＰについて説明する。主弁体８の上部中央にはパイロットポート７が穿設され、このパイロットポート７の端部は、パイロット弁座８ａを形成する。そして、このパイロットポート７は連絡溝２１に連通している。
【００３３】
プランジャー１５は、略々円筒状に形成され、その下面中央には、パイロット弁体１５ａが突設され、主弁体８に形成されたパイロット弁座８ａとによってパイロット弁を構成する。また、プランジャー１５の上面には円筒状突出部１５ｂが形成され、この上方に位置する吸引子１６の下面凹部１６ａに収容可能となっている。さらに、プランジャー１５の上面中央には、プランジャー１５の軸線方向に、コイルばね取付孔１５ｃが穿設され、プランジャーばねとしての圧縮コイルばね２０が収容される。
【００３４】
プランジャーばね２０は、上記コイルばね取付孔１５ｃ内に収容されるとともに、その上端は吸引子１６の下面凹部１６ａに固定されている。このプランジャーばね２０は、プランジャー１５をパイロット弁座８ａの方向、すなわち弁閉方向に付勢する。
【００３５】
次に、磁気回路Ｍについて説明する。この磁気回路Ｍは、吸引子１６、外函３、主弁体８に設けた導磁性ヨーク３３、永久磁石片Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２、プランジャー１５で構成され、上記主弁部ＶＭ及びパイロット弁部ＶＰの両方の弁の駆動に使用される。
【００３６】
プランジャー１５の上方には、吸引子１６が、プランジャーチューブ１８と外函３間に密閉固定されている。外函３は、電磁コイル４とともに吸引子１６の上部に取付ボルト１７によって固定されている。電磁コイル４の励磁によって、プランジャー１５が吸引子１６に吸引される。
【００３７】
電磁コイル４の外側には、外函３が配置される。外函３は、下方が開放された円筒状に形成され、上部中央部にボルト孔３ａが穿設され、このボルト孔３ａを貫通する取付ボルト１７によって外函３が吸引子１６に固定される。また、外函３の上部内側には、吸引子１６の他に電磁コイル４、プランジャーチューブ１８等が配置されている。外函３の下方開放端には、弁本体２が挿入、固定されている。そして、外函３の下部は、図６及び図７に示されるように、相対向する２枚の舌状部３Ａ、３Ｂからなる。
【００３８】
外函３の内側には、主弁体８とともにローターとして回転する４個の永久磁石片Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２が位置する。
【００３９】
図１の導磁性ヨーク３３は、円筒状に形成されるとともに、その中心にはプランジャー１５を嵌装するための孔部３３ａが形成され、この孔部３３ａの中をプランジャー１５が摺動する。
【００４０】
また、円筒状のプランジャー１５は、導磁性ヨーク３３の中央に穿設された孔部３３ａに摺動可能に位置するとともに、その上部には、円筒状突出部１５ｂが形成され、吸引子１６に吸引された場合に、下面凹部１６ａに収容される。
【００４１】
図８は、冷暖房切換回路を示し、スイッチＳＷ１及びＳＷ２によって、ブリッジスタックを介して、電磁コイル４への交流電源４０からの電流の方向を切り換えることで、四方弁１の管路を切り換えて冷房状態と暖房状態を切り換える。
【００４２】
次に、上記構成を有する四方弁１の動作について説明する。
図１は、電磁コイル４の非通電時の安定状態を示している。この状態は、図２に示すように、冷凍サイクルの圧縮機４０の吸入口に接続されている導出口１１と、連絡溝２１を経由して室内熱交換器４１の出口に接続している通孔２３から冷媒が流れている状態であり、冷媒は、圧縮機４０→四方弁１→室外熱交換器４２→絞り４３→室内熱交換器４１→四方弁１→圧縮機４０の経路で循環し、冷凍サイクルは冷房状態にある。そして、圧縮機４０の吐出口から出た高温、高圧の冷媒が導入口１２を通って主弁体８の上下に同圧の圧力で加わっている。
【００４３】
ここで、図１の実施例の場合、外函３がＮ極になるように電磁コイル４を励磁すると、吸引子１６、外函３、導磁性ヨーク３３、永久磁石Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２、プランジャー１５で構成される磁気回路Ｍにより、まず、プランジャー１５が吸引子１６に吸引されて、プランジャー１５と主弁体８のパイロット弁座８ａが開となり、パイロットポート７から高圧冷媒が低圧側に流出するため、主弁体上部の圧力が主弁体下部の圧力より低くなり、図３に示すように、主弁体８が上昇し、主弁座１０から離れる。図６の位置関係では、永久磁石Ｎ１は外函３Ａから反発作用を、永久磁石Ｓ１は外函３Ｂから吸引作用を、永久磁石Ｎ２は外函３Ｂから反発作用を、永久磁石Ｓ２は外函３Ａから吸引作用をそれぞれ受けてＸ方向に回転する。
【００４４】
ここで、電磁コイル４を非励磁状態にすると、プランジャー１５と、主弁体８のパイロット弁座８ａが閉となり、主弁体上部の圧力と主弁体下部の圧力が同圧となり、プランジャばね２０により主弁体８は下降し、主弁体８と主弁座１０は当接する。このとき、主弁体８と主弁座１０は図４に示すように切り換わり、また、図７に示すように、外函３Ａと永久磁石片Ｓ２及び外函３Ｂと永久磁石片Ｓ１がそれぞれ吸引作用によりこの状態を保持する。連絡溝２１は圧縮機４０の冷媒吸入口に通じる導出口１１と室外熱交換器４２に通じる通孔２４とを連通し、冷媒は、圧縮機４０→四方弁１→室内熱交換器４１→絞り４３→室外熱交換器４２→四方弁１→圧縮機４０の経路で循環し、冷凍サイクルは暖房運転になる。
【００４５】
さらに、図８の冷暖房切換スイッチを切り換えて、通電方向を逆にして電磁コイル４を励磁すると、上記と同様に、プランジャー１５が吸引子１６に吸引されて、プランジャー１５と主弁体８のパイロット弁座８ａが開となり、主弁体上部の圧力が主弁体下部より低くなり、主弁体８が上昇し、主弁座１０から離れる。図７の位置関係では、永久磁石Ｎ１は外函３Ａから吸引作用を、永久磁石Ｓ２は外函３Ａから反発作用を、永久磁石Ｎ２は外函３Ｂから吸引作用を、永久磁石Ｓ１は外函３Ｂから反発作用をそれぞれ受けて、Ｙ方向に回転する。ここで、電磁コイル４を非励磁状態にすると、プランジャー１５と主弁体８のパイロット弁座８ａが閉となり、主弁体上部の圧力と主弁体下部の圧力が同圧となり、プランジャばね２０により主弁体８は下降し、主弁体８と主弁座１０は当接する。このとき、主弁体８と主弁座１０は図２に示すように切り換わり、また、図６に示すように、外函３Ａと永久磁石片Ｎ１及び外函３Ｂと永久磁石片Ｎ２がそれぞれ吸引作用によりこの状態を保持し、冷凍サイクルは冷房運転になる。
【００４６】
次に、本発明にかかる四方弁の第２実施例を図９及び図１０を参照しながら説明する。尚、本実施例において、第１実施例における同一の部材、要素については、同一の参照番号を付して詳細説明を省略する。
【００４７】
本実施例においても、四方弁５１は、大きく分けて、弁本体２、主弁部ＶＭ、パイロット弁部ＶＰ、磁気回路Ｍにより構成されている。
弁本体２、非磁性スペーサ１９、主弁体８、主弁座１０の形状及び相対位置は第１実施例と同様である。
【００４８】
主弁部ＶＭは、主弁体８の下部と、主弁座１０等によって構成され、主弁体８の下面８ｂ’は主弁座１０の上面１０ａとの接触面である。図１０に示されるように、この下面８ｂ’には、主弁座１０に形成された、冷房運転での圧縮機４０の冷媒吸入口に通じる導出口１１と、室内熱交換器４１に通じる通孔２３とを連通させる連絡溝２１が形成されている。さらに、主弁体８の下部は主弁体下部空間２６に面し、主弁体下部空間２６は、弁本体２の側面から導入された導入口１２に連通するとともに、主弁座１０に穿設された通孔２４に連通する。この導入口１２は、圧縮機４０の冷媒吐出口に通じる管路３２に連通し、通孔２４は、室外熱交換器４２に通じる。
【００４９】
主弁体８には、主弁体上部空間２５と主弁体下部空間２６に連通するエコライザーホール５５が設けられている。これは、ピストンリング１４によるシールによって、主弁座１０から離間した主弁体８の円滑な下降動作が妨げられるおそれがあるため、その際に主弁体上部空間２５と主弁体下部空間２６内の冷媒圧力を迅速に均圧化することにより、主弁体８の円滑な下降動作を得るために設けるものである。
【００５０】
また、主弁体８の上部に位置する、非磁性スペーサ１９からなる円筒突出部１９ａの内面は、プランジャー１５のガイドとして機能し、外周面は、主弁体上部８ｅの内面側に設けられた軸受５３のスライドガイドとして機能する。
【００５１】
主弁座１０の上面中央には、軸１３が固定される。主弁体８の下面中央には、軸穴８ｄが穿設され、この軸穴８ｄには、軸受５４が設けられ、挿入された軸１３を保持する。この軸１３によって、主弁座１０に対して主弁体８が回動可能に保持される。
【００５２】
主弁体８の上部には、導磁性ヨーク８３が設けられ、この導磁性ヨーク８３には、永久磁石片Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２が取り付けられている。そして、電磁コイル４に通電すると、主弁体８が回転し、管路１１、１２、２３、２４を切り換えることができる。
【００５３】
主弁体８の下方には、この主弁体８の下面８ｂと接離回転することによって弁の開閉動作を行う円板状の主弁座１０が位置する。主弁座１０には、導出口１１、通孔２３、通孔２４が穿設される。主弁座１０には、回転ストッパ５６が挿入、固定され、回動する主弁体８のストッパとして機能する。
【００５４】
そして、上述の主弁部ＶＭの構成により、図１０に示すように導出口１１と通孔２３が連通すると同時に導入口１２と通孔２４が連通する状態、すなわち冷房状態と、主弁体が、図１０において矢印Ｚ方向に回動して、導出口１１、通孔２４が導通し、同時に導入口１２と通孔２３が導通する状態、すなわち暖房状態の切り換えを行うことができる。
【００５５】
主弁体８の上部中央にはパイロットポート７が穿設され、このパイロットポート７は連絡溝２１に連通している。また、プランジャー１５の下部には、パイロット弁体としての球弁５２が位置する。
【００５６】
上記構成を有する四方弁５１の動作は、第１実施例と同様であって、詳細説明を省略するが、電磁コイル４の通電、非通電の切り換え、及び、通電方向を切り換えることにより、主弁体８が主弁座１０から離間した状態で回動して管路を切り換えることが可能となり、冷暖房の切り換えを行うことができる。
【００５７】
尚、上記二つの実施例においては、主弁体８を回動させるとともに、パイロット弁体１５ａ、５２を上下方向に移動させるための駆動手段として、電磁式駆動手段を採用しているが、このような機能を有するものであれば電動式等他の駆動手段であっても良い。
【００５８】
また、圧縮機４０の吐出口から出た高温、高圧の冷媒が導入される高圧導入口１２は、第１実施例のように主弁座１０に穿設されていても良く、弁本体２の側面から主弁体下部空間２６に導入されていても良い。
【００５９】
さらに、パイロット弁体１５ａ、５２をパイロット弁座８ａ側に付勢する付勢手段として圧縮コイルばねが使用されているが、他の付勢手段であっても良い。
【００６０】
また、主弁体８の側面と弁本体２の内面との間に位置するシールリング１４をシール手段としているのは、パイロット動作により、主弁体８を主弁座１０から浮上させるため、主弁体８の外周からの漏れを極力少なくするためであるが、主弁体８の側面と弁本体２の内面と隙間を微少とすることによりシール手段を省略することもでき、また他のシール手段を使用することも可能である。
【００６１】
さらに、前記主弁体８の回動中心に形成された凹部８ｄと、主弁座１０の主弁体の凹部に対向する位置に形成した凹部１０ｂとの間に軸１３を装着しているが、この軸１３を主弁体８または主弁座１０と一体に形成することももちろん可能である。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１乃至３に記載の発明によれば、単一の駆動手段によりパイロット弁が開き、主弁体の上下空間に差圧が発生し、主弁体をパイロット動作で主弁座から離間させた状態で回動させることにより管路の切り換えが可能となるため、構造が簡単で小型の四方弁を提供することができる。また、本四方弁を冷凍回路に使用した場合には、圧縮機を運転した状態においても管路の切り換えが可能となるため、消費エネルギーが少なく、除霜時間が短縮されるため冷凍サイクルの運転効率が高くなる。さらに、切換動作時に、主弁体と主弁座間が離間しているため、シール部の磨耗が少なく、両者間に異物が噛み込んだ場合であっても、冷媒の流れによって取り除かれるため、保守が容易になる。また、弁閉時には、主弁体が高圧流体により主弁座に押しつけられているため、この状態においては駆動手段を動作させる必要がなく、消費エネルギー及び騒音の少ない四方弁を提供することができる。
【００６３】
請求項４乃至５に記載の発明によれば、迅速にパイロット弁を閉状態とすることが可能となるとともに、この閉状態におけるパイロット弁体をパイロット弁座とのシール性をさらに高めることが可能であるため、さらに運転特性の優れた四方弁を提供することができる。
【００６４】
さらに、請求項１記載の発明によれば主弁体の側面と弁本体の内面との間に隙間の調整等を必要としないため、より組立の容易な四方弁を提供することができる。
【００６６】
請求項６記載の発明によれば、主弁体及び主弁座の加工が容易となるとともに、保守の容易な四方弁を提供することができる。
【００６７】
請求項７記載の発明によれば、主弁体と主弁座が当接しているときの両面に加わる圧力を強くし、四方弁の冷媒回路の圧縮機の出入口間の冷媒の漏れを少なくし、さらに、主弁体の回動時に主弁体と主弁座が離れているため、両面間の摺動が少なく、電磁コイルが主弁体及びパイロット弁の両方の弁の駆動に使用できるので、構造が簡単で小型の四方弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る四方弁の第１実施例を示す断面図である。
【図２】図１に示す四方弁の主弁体の底面図である。
【図３】図１の四方弁において、電磁コイル励磁後のパイロット動作状態を示す断面図である。
【図４】図３に示す状態における主弁体の底面図である。
【図５】図１の四方弁の主弁座の平面図である。
【図６】図１のＩ−Ｉ線断面図であって、外函と、非磁性ヨークと永久磁石との位置関係の説明図である。
【図７】図１の図１のＩ−Ｉ線断面図であって、外函と、非磁性ヨークと永久磁石との位置関係の説明図である。
【図８】図１の四方弁に使用される冷暖房切換回路を示す回路図である。
【図９】本発明に係る四方弁の第２実施例を示す断面図である。
【図１０】図９に示す四方弁の主弁体の底面図である。
【図１１】従来のロータリー型四方弁を示す断面図である。
【符号の説明】
１、５１四方弁
２弁本体
３外函
４電磁コイル
７パイロットポート
８主弁体
１０主弁座
１１導出口
１２導入口
１３軸
１４ピストンリング
１５プランジャー
１６吸引子
１７取付ボルト
１８プランジャーチューブ
１９非磁性スペーサ
２０プランジャーばね
２１連絡溝
２２ガイド溝
２３、２４通孔
２５主弁体上部空間
２６主弁体下部空間
３１低圧側配管
３２高圧側配管
３３、８３導磁性ヨーク
４０圧縮機
４１室内熱交換器
４２室外熱交換器
４３絞り
５２球弁
５３、５４軸受
５５エコライザーホール
５６回転ストッパ
Ｍ磁気回路
ＳＷ１、ＳＷ２スイッチ
Ｓ１、Ｓ２、Ｎ１、Ｎ２永久磁石片
ＶＭ主弁部
ＶＰパイロット弁部

Claims

円筒状の弁本体と、
少なくとも低圧導出口と二つの通孔が穿設された主弁座と、
該主弁座上に位置し、前記低圧導出口と前記二つの通孔のいずれか一方と連通する連絡溝を有し、回動することにより、前記低圧導出口と前記二つの通孔のいずれか一方との流路を切り換える主弁体と、
該主弁体を貫通し、一端が前記連絡溝に連通するとともに、他端が該主弁体の上部に形成されたパイロット弁座に連通するパイロットポートと、
前記パイロット弁座とでパイロット弁を構成し、該パイロット弁座に接離するパイロット弁体と、
前記主弁体を回動させるとともに、前記パイロット弁体を上下方向に移動させるための駆動手段と、
前記主弁体の側面凹部に装着されて該主弁体の側面と前記弁本体の内壁との間をシールするピストンリングよりも上方の空間であって、前記パイロット弁座と、前記パイロットポートを介して前記連絡溝に連通する主弁体上部空間と、
前記ピストンリングよりも下方の空間であって、前記弁本体と前記主弁座との間に形成された主弁体下部空間と、
該主弁体下部空間に連通する高圧導入口で構成され、
前記駆動手段によりパイロット弁が開き、前記主弁体上部空間と前記主弁体下部空間の間に差圧が発生し、前記主弁体が前記主弁座から離間した状態で回動することにより前記低圧導出口、前記高圧導入口及び前記二つの通孔の流路が切り換えられると共に、
前記主弁体上部空間と前記主弁体下部空間との間をシールするためのシール手段を有しており、
前記シール手段は前記ピストンリングで構成されていることを特徴とする四方弁。
前記高圧導入口は、前記主弁座に穿設されていることを特徴とする請求項１記載の四方弁。
前記二つの通孔のうち前記低圧導出口と連通していない通孔と、前記高圧導入口とを連通するガイド溝を主弁体に形成したことを特徴とする請求項２記載の四方弁。
前記パイロット弁体を前記パイロット弁座側に付勢する付勢手段を有することを特徴とする請求項１記載の四方弁。
前記付勢手段が、前記パイロット弁体と、該パイロット弁体の上方に位置するばね取付部材との間に配置された圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項４記載の四方弁。
前記主弁体の回動中心に形成された凹部と、前記主弁座の該主弁体の凹部に対向する位置に形成した凹部との間に軸を装着したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の四方弁。
円筒状の弁本体と、
該弁本体の下部に配置され、導入口と、導出口と、二つの通孔を有する主弁座と、
該主弁座上に位置し、前記導入口と前記二つの通孔のいずれか一方とを連通するガイド溝と、前記導出口と前記二つの通孔の他方とを連通する連絡溝とを有し、回動することにより、前記導入口及び前記導出口と前記通孔との流路を切り換える主弁体と、
前記主弁体の上部に固定された導磁性ヨークと、
該導磁性ヨークの周面に一体に形成された多極永久磁石と、
前記主弁体を貫通し、一端が前記導出口に連通するとともに、他端が該主弁体の上部に形成されたパイロット弁座に連通するパイロットポートと、
前記主弁体の上方に配置され、前記パイロット弁座とでパイロット弁を構成し、該パイロット弁座に接離するパイロット弁体を下部に有するプランジャーと、
該プランジャーを摺動可能に保持し、上部に吸引子が固定されたプランジャーチューブと、
前記吸引子と前記プランジャーの間に配置され、該プランジャーを前記パイロット弁座側に付勢するプランジャーばねと、
前記導磁性ヨークの上方に配置され、かつ、該吸引子の周囲に配置された電磁コイルと、
該電磁コイル及び前記多極永久磁石の周囲に配置された外函と、
前記弁本体の内壁に対向する、前記主弁体の周面に配置されたピストンリングと、
前記導磁性ヨークの周面と、前記弁本体の内壁と、前記主弁体の周面と、前記ピストンリング周面によって形成される主弁体上部空間と、
前記主弁座の周面と、前記弁本体の内壁と、前記主弁体の周面と、前記ピストンリング周面によって形成される主弁体下部空間と、
前記電磁コイルの通電方向を切り換えるための切換スイッチとで構成されることを特徴とする四方弁。