JP3958015B2 - 集合弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は集合弁に関し、特に自動車用の冷暖房装置にて用いられる２つの弁機能を持った集合弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の冷暖房装置は、冷房運転では冷凍サイクルが用いられ、暖房運転には、エンジンの冷却水を熱源として用いている。しかしながら、この暖房用の熱源は、近年のエンジンの燃焼効率の向上により、冷却水温度が高くならず、冬期に十分な暖房温度を得ることができなくなってきている。そこで、冷房と一緒に暖房もできるようなシステムのニーズが増えている。
【０００３】
図１０は従来の冷暖房装置の構成例を示すシステム図である。
従来の冷暖房装置は、冷媒を圧縮するコンプレッサ１０１を有し、その下流側には、冷媒の流れを切り換える２つの電磁弁１０２，１０３を有している。電磁弁１０２の下流側には、圧縮された冷媒を凝縮するコンデンサ１０４を有し、その下流側には、逆止弁１０５および膨張装置１０６を介して電磁弁１０３の下流側へ接続されている。電磁弁１０３および膨張装置１０６の下流側には、室内熱交換器１０７が設けられている。この室内熱交換器１０７には、ファン１０８によって強制循環される車室内の空気が通過するようになっており、このときに車室内の空気との間で熱交換が行われる。室内熱交換器１０７の下流側には、膨張装置１０９と電磁弁１１０とを並列接続した回路が接続され、さらに、これらの下流側には、アキュムレータ１１１が接続され、その出口はコンプレッサ１０１に接続されている。アキュムレータ１１１は、エンジンの冷却水を熱源とする熱交換器１１２を備え、暖房運転モード時に、コンプレッサ１０１へ供給する冷媒を加熱するようにしている。
【０００４】
以上の構成において、冷房運転モードのときは、電磁弁１０２を開け、電磁弁１０３を閉じ、電磁弁１１０を開けるように制御する。これにより、コンプレッサ１０１によって出力された高温高圧の冷媒は、電磁弁１０２を介してコンデンサ１０４に送られ、ここで外気と熱交換されて凝縮される。凝縮された冷媒は、逆止弁１０５および膨張装置１０６を通ることで断熱膨張され、減圧された低温の冷媒になる。その後、その冷媒は、室内熱交換器１０７に送られ、ここで車室内の空気と熱交換されて冷房が行われる。この室内熱交換器１０７を通るときに、冷媒は蒸発され、電磁弁１１０を介してアキュムレータ１１１に送られ、ここで気液分離が行われ、分離されたガス冷媒のみがコンプレッサ１０１に供給される。
【０００５】
一方、暖房運転モードのときは、電磁弁１０２を閉じ、電磁弁１０３を開け、電磁弁１１０を閉じるように制御し、アキュムレータ１１１内の熱交換器１１２には、エンジンの冷却水を通水させるようにする。これにより、コンプレッサ１０１によって出力された高温高圧の冷媒は、電磁弁１０３を介して直接、室内熱交換器１０７に供給される。ここで車室内の空気と熱交換されて暖房が行われる。室内熱交換器１０７を通ることによって凝縮された冷媒は、膨張装置１０９に送られ、ここで断熱膨張されて、減圧された低温の冷媒になる。その後、その冷媒は、アキュムレータ１１１に送られ、ここで気液分離が行われるとともに熱交換器１１２により加熱され、暖かくなったガス冷媒がコンプレッサ１０１に供給されることになる。
【０００６】
また、この冷暖房装置では、コンデンサ１０４の下流側に電磁弁１１３および逆止弁１１４が接続され、その逆止弁１１４の下流側がアキュムレータ１１１の上流側に接続された回路を有している。この回路は、コンデンサ１０４に溜まった冷媒を電磁弁１１３および逆止弁１１４を介してアキュムレータ１１１に戻す冷媒回収回路を構成している。すなわち、冷媒は、温度の低い場所に凝縮して集まる性質を有するので、気温の低いときに長時間駐車していると、外気に曝されているコンデンサ１０４がもっとも温度が低くなり、そのため、コンデンサ１０４に冷媒が溜まってしまうことがある。暖房運転モードのときは、このコンデンサ１０４をバイパスするような冷凍サイクルが形成されるため、冷凍サイクル内は、冷媒が希薄になり、十分な暖房運転ができないおそれがある。
【０００７】
そこで、暖房運転モードに先立って、コンデンサ１０４に溜まっている冷媒をアキュムレータ１１１に回収する操作が行われる。この冷媒回収モードでは、電磁弁１０２を閉じ、電磁弁１０３を開け、電磁弁１１３を開けるように制御する。これにより、コンプレッサ１０１によって出力された高温高圧の冷媒は、電磁弁１０３を介して室内熱交換器１０７へ送るようにして暖房運転モードのサイクルにする。このとき、アキュムレータ１１１の上流側は、逆止弁１１４および電磁弁１１３を介してコンデンサ１０４に連通されているので、コンプレッサの吸入圧力によりコンデンサ１０４に溜まっている冷媒を吸い出し、暖房運転モードのサイクル内に冷媒を回収する。
【０００８】
なお、この冷媒回収回路に入っている逆止弁１１４は、暖房運転モード時に、外気によって冷やされているコンデンサ１０４にアキュムレータ１１１の冷媒が電磁弁１１３を介して流れるのを防止するためである。これは、電磁弁１１３としてパイロット作動式の電磁弁を用いた場合、弁閉状態でも、その構造上コンデンサ１０４への流れ方向に対するリークが避けられないことによる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の冷暖房装置では、コンプレッサ下流側にて冷媒の流れを分岐させるのに２つの電磁弁を使い、また、冷媒回収回路には冷媒の逆流を防止する逆止弁が必要なことから、車輌への取り付けが複雑でコストが高いという問題点があった。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、車輌への取り付けが簡単でコストが安くなるように複数の電磁弁を一体化した集合弁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、高圧の流体通路を切り換える機能と低圧の流体通路を開閉する機能とを備えた集合弁において、高圧の流体を導入する第１のポートと、導入された高圧の流体を導出する第２および第３のポートと、前記第１のポートを前記第２または第３のポートに連通させるよう切り換える第１の弁体と、前記第１の弁体を駆動する第１のピストンと、前記第１のピストンの前記第１の弁体を保持している側と反対側に形成される第１の部屋を高圧の流体が導入される前記第１のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させるよう切り換える第１のソレノイド部とを有する三方弁と、流体を吸引により導入する第４のポートと、流体を吸引により導出する第５のポートと、前記第４のポートと前記第５のポートとの間の前記低圧の流体通路を開閉する第２の弁体と、前記第２の弁体を駆動する第２のピストンと、前記第２のピストンの前記第２の弁体を保持している側と反対側に形成される第２の部屋を高圧の流体が導入される前記第１のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させるよう切り換える第２のソレノイド部とを有する二方弁と、を一体に備えていることを特徴とする集合弁が提供される。
【００１２】
このような集合弁によれば、１個のソレノイド部で高圧の流体通路を切り換える三方弁と、低圧の流体通路を開閉する二方弁とを一体に構成したことで、コンパクトかつ低コストになり、５つのポートが集中していることで車輌への取り付けが容易になる。また、高圧を導入する第１のポートと流体を吸引により導出する低圧の第５のポートとを備えているため、高圧と低圧との差圧でピストンを駆動することができる。第２の弁体を大きな差圧で弁閉状態を維持することができるため、従来必要であった逆止弁が不要になり、さらにコストを低減することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、車両用冷暖房装置の冷媒分岐および回収用の冷媒制御に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明による集合弁の適用例を示す冷暖房装置のシステム図である。
本発明による集合弁１は、三方弁２と二方弁３とを一体にした形で構成されている。車両用冷暖房装置において、コンプレッサ４の吐出側は、集合弁１を構成する三方弁２の入口に接続され、三方弁２の第１の出口は、コンデンサ５の上流側に接続され、第２の出口は、室内熱交換器６の上流側に接続される。集合弁１を構成する二方弁３の入口は、コンデンサ５の下流側に接続され、出口はアキュムレータ７の上流側に接続される。
【００１５】
コンデンサ５の下流側は、逆止弁８および膨張装置９を介して室内熱交換器６の上流側に接続される。室内熱交換器６の下流側は、キャピラリチューブで構成された膨張装置１０と電磁弁１１とを並列接続した回路が接続され、これらの下流側は、アキュムレータ７を介してコンプレッサ４の吸入側に接続されている。なお、室内熱交換器６の近傍には、ファン１２が配置され、アキュムレータ７の中には、暖房運転モード時にエンジンの冷却水を通水させる熱交換器１３が設けられている。
【００１６】
以上の構成の車両用冷暖房装置において、冷房運転モードのときは、集合弁１は、その三方弁２をコンプレッサ４とコンデンサ５とが連通するように切り換え、二方弁３を閉じるように制御される。また、室内熱交換器６の下流側の電磁弁１１は、膨張装置１０をバイパスするよう開けられる。これにより、コンプレッサ４から吐出された高温高圧の冷媒は、集合弁１の三方弁２を介してコンデンサ５に送られ、ここで外気と熱交換されて凝縮される。凝縮された冷媒は、逆止弁８および膨張装置９を通ることで断熱膨張され、減圧された低温の冷媒になる。その冷媒は、エバポレータとして機能する室内熱交換器６に送られ、ここで車室内の空気と熱交換されて冷房が行われる。この室内熱交換器６を通るときに蒸発された冷媒は、電磁弁１１を介してアキュムレータ７に送られ、ここで気液分離が行われ、分離されたガス冷媒がコンプレッサ４の吸入側に戻される。
【００１７】
暖房運転モードに入るときは、それに先立って、冷媒回収モードに入る。この冷媒回収モードでは、集合弁１は、その三方弁２をコンプレッサ４と室内熱交換器６とが連通するように切り換え、二方弁３を開けるように制御される。また、室内熱交換器６の下流側の電磁弁１１は、閉じられる。これにより、コンプレッサ４から吐出された高温高圧の冷媒は、集合弁１の三方弁２を介して室内熱交換器６、膨張装置１０を介してアキュムレータ７に送られる。つまり、暖房運転モードと同じサイクルを形成する。ただし、コンデンサ５の下流側が、集合弁１の二方弁３を介してアキュムレータ７の上流側に接続されていることから、コンプレッサ４の吸入圧力により、コンデンサ５内に溜まった冷媒が吸い出され、サイクル内に冷媒を回収するようにしている。
【００１８】
冷媒の回収が終わった時点で、集合弁１は、その二方弁３を閉じるように制御され、アキュムレータ７内の熱交換器１３に、エンジンの冷却水を通水させるようにして、暖房運転モードに入る。
【００１９】
暖房運転モードでは、コンプレッサ４によって出力された高温高圧の冷媒は、集合弁１の三方弁２を介して直接、室内熱交換器６に供給され、ここで車室内の空気と熱交換されて暖房が行われる。室内熱交換器６を通ることによって凝縮された冷媒は、膨張装置１０に送られ、ここで断熱膨張されて、減圧された低温の冷媒になる。その後、その冷媒は、アキュムレータ７に送られ、ここで気液分離が行われるとともに熱交換器１３により加熱され、暖かくなったガス冷媒がコンプレッサ４に戻されることになる。
【００２０】
次に、集合弁１の構成および動作を詳細に説明する。
図２は第１の実施の形態に係る集合弁の構成を示す縦断面図である。
この図２に示した集合弁１は、その三方弁２および二方弁３がそれぞれ非通電であるときの状態を示している。集合弁１は、図の右側に１個のソレノイドで動く三方弁２が配置され、図の左側に１個のソレノイドで動くオン／オフ動作の二方弁３が配置されている。
【００２１】
三方弁２は、ボディ２０の中に形成された弁部とボディ２０の外側（図の上部）に設けられたソレノイド部とから構成されている。ボディ２０には、コンプレッサ４に接続されるポート２１と、室内熱交換器６に接続されるポート２２と、コンデンサ５に接続されるポート２３とが設けられている。ポート２１からポート２２へ連通する冷媒通路の途中には弁座２４がボディ２０と一体に形成され、ポート２１からポート２３へ連通する冷媒通路の途中には弁座２５が嵌め込まれている。ポート２３が開口されているシリンダ内には、その軸線方向に進退自在にピストン２６が配置されている。そのピストン２６の外周には、シリンダ内壁面との間にシールを形成するようにＶパッキン２７が周設されている。ピストン２６は、また、シリンダの軸線方向下方へ延びるシャフト２８が一体に形成されており、その下端部にはディスク２９が挿通され、その軸線方向両側には、ガイド３０によって弁体３１，３２が保持されている。ピストン２６の上部には、これを図の下方へ付勢するスプリング３３が配置されている。また、シリンダの上端は、キャップ３４によって閉止されている。このキャップ３４は、その外周に環状溝３５が設けられ、中央軸線位置にはその環状溝３５と上面とを連通する通路およびピストン２６の上部空間と上面とを連通する通路が形成されている。また、環状溝３５は、ボディ２０に形成された高圧通路３６によってコンプレッサ４の吐出側と接続されるポート２１と連通されている。
【００２２】
三方弁２のソレノイド部は、スリーブ３７内の弁部側にプランジャ３８が進退自在に配置され、スリーブ３７の上端側は、閉止するようにコア３９が固定されている。プランジャ３８は、その外周に長手方向に延びる複数の連通溝が設けられ、その上下端面中央部には弁体を構成するボールが嵌着されている。プランジャ３８とコア３９との間には、スプリングが介挿されており、下端面に嵌着されたボールをキャップ３４の環状溝３５と上面とを連通する通路の上部開口端の高圧弁座に着座させるよう付勢している。また、ピストン２６の上部空間とキャップ３４の上面とを連通するようにキャップ３４を貫通して形成された通路は、プランジャ３８に周設された連通溝と連通するようになっている。また、コア３９の中央軸線位置には通路が形成されており、そのコア３９の下面の開口端面は、プランジャ３８の上端面に嵌着されたボールに対する低圧弁座を構成している。そして、スリーブ３７の外側には、電磁コイル４０が配置され、その電磁コイル４０は、ヨークによって囲繞されている。
【００２３】
二方弁３も同様に、ボディ２０の中に形成された弁部とボディ２０の外側（図の上部）に設けられたソレノイド部とから構成されている。ボディ２０には、コンデンサ５に接続されるポート４１と、アキュムレータ７に接続されるポート４２とが設けられている。このポート４２に連通して軸線方向にシリンダが形成されており、そのシリンダの下端部には弁座４３がボディ２０と一体に形成されている。このシリンダ内には、その軸線方向に進退自在にピストン４４が配置されている。そのピストン４４の外周には、シリンダ内壁面との間にシールを形成するようにＶパッキン４５が周設されている。また、ピストン４４の下端には、弁座４３に対する弁体を構成するプラグディスク４６が嵌着されている。ピストン４４と弁座４３との間には、ピストン４４を弁座４３から離れる方向へ付勢するスプリング４７が配置されている。この二方弁３のシリンダの上端は、キャップ４８によって閉止されている。このキャップ４８は、その外周に環状溝４９が設けられ、中央軸線位置にはその環状溝４９と上面とを連通する通路およびピストン４４の上部空間と上面とを連通する通路が形成されている。また、環状溝４９は、ボディ２０に形成された高圧通路３６によってコンプレッサ４の吐出側と接続されるポート２１と連通されている。
【００２４】
二方弁３のソレノイド部は、スリーブ５０内の弁部側にプランジャ５１が進退自在に配置され、スリーブ５０の上端側は、閉止するようにコア５２が固定されている。プランジャ５１は、その外周に長手方向に延びる複数の連通溝が設けられ、その上下端面中央部には弁体を構成するボールが嵌着されている。プランジャ５１とコア５２との間には、スプリングが介挿されており、下端面に嵌着されたボールをキャップ４８の環状溝４９と上面とを連通する通路の上部開口端の高圧弁座に着座させるよう付勢している。また、ピストン４４の上部空間とキャップ４８の上面とを連通するようにキャップ４８を貫通して形成された通路は、プランジャ５１に周設された連通溝と連通するようになっている。また、コア５２の中央軸線位置には通路が形成されており、そのコア５２の下面の開口端面は、プランジャ５１の上端面に嵌着されたボールに対する低圧弁座を構成している。そして、スリーブ５０の外側には、電磁コイル５３が配置され、その電磁コイル５３は、ヨークによって囲繞されている。
【００２５】
この集合弁１は、さらに、三方弁２および二方弁３のソレノイド部のコア３９，５２の中央軸線位置に設けられた通路をアキュムレータ７に接続されるポート４２に連通させるように配管されている。
【００２６】
次に、以上の構成の集合弁１の動作について説明する。まず、この集合弁１は、車両用冷暖房装置の動作モードに応じて、三方弁２および二方弁３を通電状態または非通電状態に切り換える。すなわち、動作モードには、運転停止モード、冷房運転モード、暖房運転モードおよび冷媒回収モードがある。運転停止モードでは、三方弁２および二方弁３ともに非通電状態（ＯＦＦ）である。冷房運転モードでは、三方弁２および二方弁３ともに通電状態（ＯＮ）であり、暖房運転モードでは、三方弁２は非通電状態、二方弁３は通電状態であり、冷媒回収モードでは、三方弁２および二方弁３ともに非通電状態である。
【００２７】
運転停止モードでは、図２に示したように、三方弁２および二方弁３は非通電状態である。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれスプリングによって図の下方へ付勢され、それぞれの下端面に嵌着されたボールがキャップ３４，４８に形成された高圧弁座に着座されている。また、三方弁２のピストン２６は、スプリング３３によって図の下方へ付勢され、弁体３１を弁座２４に着座させて、車輌走行時の振動による弁体３１，３２のふらつきを防止している。二方弁３のピストン４４は、スプリング４７によって図の上方へ付勢され、プラグディスク４６は弁座４３から離れている。
【００２８】
図３は冷房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
冷房運転モードでは、三方弁２および二方弁３はそれぞれ通電状態（ＯＮ）にされる。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれスプリングの付勢力に抗してコア３９，５２に吸引され、それぞれの上端面に嵌着されたボールがコア３９，５２の下端面に形成された低圧弁座に着座される。
【００２９】
コンプレッサ４から吐出された高圧の冷媒は、ポート２１に導入される。その高圧冷媒は、高圧通路３６を通り、キャップ３４，４８の環状溝３５，４９に入り、中央軸線上の通路を通ってキャップ３４，４８とプランジャ３８，５１との間の空間に入り、そこからキャップ３４，４８を軸線方向に貫通する通路を通ってピストン２６，４４の上部の部屋に入る。三方弁２のピストン２６は、その上部の部屋に高圧が導入されることで、一気に図の下方へ押し下げられ、弁体３１は弁座２４に着座される。一方、二方弁３のピストン４４は、その上面の高圧と、ポート４２よりアキュムレータ７につながることで低圧になっている下面側の圧力との差圧で、スプリング４７の付勢力に抗して図の下方へ移動され、下面に嵌着されているプラグディスク４６が弁座４３に着座する。
【００３０】
これにより、三方弁２では、コンプレッサ４からポート２１に導入された高圧の冷媒は、コンデンサ５に通じるポート２３へと流れるようになる。また、二方弁３では、ポート４１，４２間の通路は、遮断され、コンデンサ５を出た冷媒は、逆止弁８の方へ流れるようになる。
【００３１】
図４は冷媒回収モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
冷媒回収モードでは、三方弁２および二方弁３はそれぞれ非通電状態（ＯＦＦ）にされる。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれスプリングの付勢力によって図の下方へ付勢され、それぞれの下端面に嵌着されたボールがキャップ３４，４８に形成された高圧弁座に着座され、高圧冷媒をピストン２６，４４上部の空間に導入するのを遮断する。逆に、ピストン２６，４４上部の空間は、キャップ３４，４８を軸線方向に貫通する通路を通り、プランジャ３８，５１に周設された連通溝、コア３９，５２内の通路、および配管を介して低圧のポート４２に連通する。
【００３２】
このため、三方弁２のピストン２６は、上面の低圧と下面の高圧との差圧で図の上方へ付勢され、弁体３２は弁座２５に着座されて、コンプレッサ４からコンデンサ５への通路が遮断され、コンプレッサ４から室内熱交換器６への通路が連通する。一方、二方弁３のピストン４４は、その上面と下面との両面に同じ圧力が掛かることで、スプリング４７の付勢力によって弁座４３から離れる方向へ移動し、コンデンサ５とアキュムレータ７とが連通状態になる。これにより、コンデンサ５に溜まっていた冷媒は、コンプレッサ４の吸入圧力によりコンデンサ５より吸い出され、暖房サイクルの配管内の冷媒が暖房運転に必要な量になるまで回収される。
【００３３】
図５は暖房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
暖房運転モードでは、三方弁２は非通電状態（ＯＦＦ）のままであり、二方弁３は通電状態（ＯＮ）にされる。したがって、三方弁２は、ピストン２６上部の空間への高圧冷媒の導入を遮断すると同時に、ピストン２６上部の空間をアキュムレータ７が接続される低圧通路に連通している状態を維持する。二方弁３は、そのソレノイド部のプランジャ５１がスプリングの付勢力に抗してコア５２に吸引されるので、ピストン４４上部の空間を低圧から高圧に切り換える。
【００３４】
これにより、三方弁２では、コンプレッサ４からポート２１に導入された高圧の冷媒は、冷媒回収に引き続き室内熱交換器６に通じるポート２２へと流れる。また、二方弁３では、ポート４１，４２間の通路が遮断されるので、アキュムレータ７の冷媒が外気によって冷やされているコンデンサ５へ逆流することはない。しかも、この二方弁３のピストン４４は、システム内の最も高い圧力で弁座４３に押し付けられることによって通路が完全に遮断されているため、冷媒回収用の配管に逆止弁は不要となる。
【００３５】
図６は第２の実施の形態に係る集合弁の構成を示す縦断面図である。なお、図６において、第１の実施の形態に係る集合弁の構成要素と同じまたは同等の構成要素については同じ符号を付してその詳細は省略する。
【００３６】
第２の実施の形態に係る集合弁１ａは、１個のソレノイドで動く三方弁２と１個のソレノイドで動くオン／オフ動作の二方弁３とが１つのボディ２０内に構成される点では同じ構成を有している。ただし、ピストン２６，４４の上部の部屋が、ソレノイド部および低圧通路３６ａを介してアキュムレータ７に接続される低圧のポート４２に連通している点で異なっている。また、この集合弁１ａは、三方弁２の高圧が導入されるポート２１に連通する空間と三方弁２および二方弁３のソレノイド部のコア３９，５２の中央軸線位置に設けられた通路とを配管によって連通するようにし、ポート２１に高圧が導入されているときは、常にコア３９，５２内の通路が高圧になるようにしている。
【００３７】
次に、以上の構成の集合弁１ａの動作について説明する。この集合弁１ａにおいて、運転停止モードでは、当然ながら三方弁２および二方弁３ともに非通電状態（ＯＦＦ）である。冷房運転モードでは、三方弁２および二方弁３ともに非通電状態であり、暖房運転モードでは、三方弁２は通電状態（ＯＮ）、二方弁３は非通電状態であり、冷媒回収モードでは、三方弁２および二方弁３ともに通電状態である。
【００３８】
運転停止モードでは、図６に示したように、三方弁２および二方弁３は非通電状態であるので、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれスプリングによって図の下方へ付勢され、それぞれの下端面に嵌着されたボールがキャップ３４，４８に形成された高圧弁座に着座されている。また、三方弁２のピストン２６は、スプリング３３により図の下方へ付勢されて弁体３１が弁座２４に着座され、二方弁３のピストン４４は、スプリング４７によって図の上方へ付勢され、プラグディスク４６が弁座４３から離れている。
【００３９】
図７は冷房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
冷房運転モードでは、三方弁２および二方弁３はそれぞれ非通電状態（ＯＦＦ）にされる。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれスプリングの付勢力によって図の下方へ付勢され、それぞれの下端面に嵌着されたボールがキャップ３４，４８に形成された低圧弁座に着座され、ピストン２６，４４上部の空間と低圧のポート４２との連通を遮断する。しかし、ポート２１および配管を介してコア３９，５２内の通路に高圧が導入されているので、その高圧がプランジャ３８，５１に周設された連通溝およびキャップ３４，４８を軸線方向に貫通する通路を通ってピストン２６，４４上部の空間に導入される。これにより、ピストン２６，４４は、いずれも図の下方へ付勢され、弁体３１をその弁座２４に着座させ、プラグディスク４６をその弁座４３に着座させる。
【００４０】
この結果、三方弁２では、コンプレッサ４から高圧の冷媒が導入されるポート２１と室内熱交換器６に通じるポート２２との間が遮断され、ポート２１とコンデンサ５へ通じるポート２３とが連通状態になって、コンプレッサ４から吐出された冷媒はコンデンサ５の方へ流れる。また、二方弁３では、ポート４１，４２間の通路は遮断状態になって、コンデンサ５を出た冷媒は、逆止弁８の方へ流れるようになる。
【００４１】
図８は冷媒回収モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
冷媒回収モードでは、三方弁２および二方弁３はそれぞれ通電状態（ＯＮ）にされる。したがって、各ソレノイド部のプランジャ３８，５１は、それぞれスプリングの付勢力に抗してコア３９，５２に吸引され、それぞれの上端面に嵌着されたボールがコア３９，５２の下端面に形成された高圧弁座に着座される。したがって、ピストン２６，４４上部の空間は、ソレノイド部および低圧通路３６ａを介して低圧のポート４２に連通する。
【００４２】
このため、三方弁２のピストン２６は、その上面の低圧と下面の高圧との差圧で図の上方へ移動され、弁体３２は弁座２５に着座されて、コンプレッサ４からコンデンサ５への通路が遮断され、コンプレッサ４から室内熱交換器６への通路が連通する。一方、二方弁３のピストン４４は、その上面と下面との両面に同じ圧力が掛かるので、スプリング４７の付勢力によって弁座４３から離れる方向へ移動し、コンデンサ５とアキュムレータ７とが連通状態になる。これにより、コンデンサ５に溜まっていた冷媒は、コンプレッサ４の吸入圧力によりコンデンサ５より吸い出され、暖房サイクルの配管に回収される。
【００４３】
図９は暖房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
暖房運転モードでは、三方弁２は通電状態（ＯＮ）のままであり、二方弁３が非通電状態（ＯＦＦ）にされる。したがって、三方弁２は、コンプレッサ４から室内熱交換器６への連通状態を維持する。二方弁３は、そのソレノイド部のプランジャ５１がスプリングの付勢力に抗してコア５２に吸引され、ピストン４４上部の空間を低圧から高圧に切り換えるので、ピストン４４は図の下方へ移動し、ポート４１，４２間の通路を遮断する。
【００４４】
これにより、三方弁２は、コンプレッサ４からポート２１に導入された高圧の冷媒を室内熱交換器６に通じるポート２２へと流し、二方弁３は、暖房サイクルからコンデンサ５に冷媒が流れるのを防止する。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、１つのソレノイドで動く三方弁と１つのソレノイドで動く二方弁とを１つのボディ内に備え、これら三方弁および二方弁の弁体をピストン駆動とし、そのピストンをこの集合弁に導入される高圧と低圧との差圧を利用して動かす構成にした。これにより、３つの電磁弁機能を１つにしたことで、コンパクトになり、配管の簡素化および集合弁を適用した冷暖房装置のコスト低減になる。
【００４６】
また、三方弁は、１つのソレノイドで流路切り換えを行うようにしたことで、消費電力を低減させることができる。
さらに、冷媒回収用の二方弁は、暖房運転モード用に使用するとき、高圧と低圧との差圧で弁閉状態を維持する構成にした。これにより、冷暖房装置のアキュムレータからコンデンサへの冷媒の逆流を遮断する逆止機能を有しているため、従来必要であった逆止弁が不要になり、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による集合弁の適用例を示す冷暖房装置のシステム図である。
【図２】第１の実施の形態に係る集合弁の構成を示す縦断面図である。
【図３】冷房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
【図４】冷媒回収モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
【図５】暖房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
【図６】第２の実施の形態に係る集合弁の構成を示す縦断面図である。
【図７】冷房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
【図８】冷媒回収モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
【図９】暖房運転モード時の状態を示す集合弁の縦断面図である。
【図１０】従来の冷暖房装置の構成例を示すシステム図である。
【符号の説明】
１，１ａ 集合弁
２ 三方弁
３ 二方弁
４ コンプレッサ
５ コンデンサ
６ 室内熱交換器
７ アキュムレータ
８ 逆止弁
９ 膨張装置
１０ 膨張装置
１１ 電磁弁
１２ ファン
１３ 熱交換器
２０ ボディ
２１，２２，２３ ポート
２４，２５ 弁座
２６ ピストン
２７ Ｖパッキン
２８ シャフト
２９ ディスク
３０ ガイド
３１，３２ 弁体
３３ スプリング
３４ キャップ
３５ 環状溝
３６ 高圧通路
３６ａ 低圧通路
３７ スリーブ
３８ プランジャ
３９ コア
４０ 電磁コイル
４１，４２ ポート
４３ 弁座
４４ ピストン
４５ Ｖパッキン
４６ プラグディスク
４７ スプリング
４８ キャップ
４９ 環状溝
５０ スリーブ
５１ プランジャ
５２ コア
５３ 電磁コイル

Claims (6)

1. 高圧の流体通路を切り換える機能と低圧の流体通路を開閉する機能とを備えた集合弁において、
   高圧の流体を導入する第１のポートと、導入された高圧の流体を導出する第２および第３のポートと、前記第１のポートを前記第２または第３のポートに連通させるよう切り換える第１の弁体と、前記第１の弁体を駆動する第１のピストンと、前記第１のピストンの前記第１の弁体を保持している側と反対側に形成される第１の部屋を高圧の流体が導入される前記第１のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させるよう切り換える第１のソレノイド部とを有する三方弁と、
   流体を吸引により導入する第４のポートと、流体を吸引により導出する第５のポートと、前記第４のポートと前記第５のポートとの間の前記低圧の流体通路を開閉する第２の弁体と、前記第２の弁体を駆動する第２のピストンと、前記第２のピストンの前記第２の弁体を保持している側と反対側に形成される第２の部屋を高圧の流体が導入される前記第１のポートまたは前記低圧の流体通路に連通させるよう切り換える第２のソレノイド部とを有する二方弁と、
   を一体に備えていることを特徴とする集合弁。
2. 前記第１の部屋を構成する側と反対側にて前記第１のピストンの可動範囲の外側に前記第３のポートが開口された第１の空間と、前記第１のポートが開口された第２の空間と、前記第２のポートに連通する第３の空間とが同一軸線上に配置され、前記第１のピストンに連結された前記第１の弁体を前記第２の空間に配置して、前記第１の空間と前記第２の空間との間および前記第２の空間と前記第３の空間との間の流体通路を選択的に閉じるようにしたことを特徴とする請求項１記載の集合弁。
3. 前記第１の弁体が取り得る２つの切り換え位置の一方に向けて前記第１のピストンを付勢する第１のスプリングを備えていることを特徴とする請求項２記載の集合弁。
4. 前記第２の弁体をその弁座から離れる方向へ前記第２のピストンを付勢する第２のスプリングを備えていることを特徴とする請求項１記載の集合弁。
5. 前記第１および第２のソレノイド部の通電時に前記第１のポートを前記第１および第２の部屋に連通させる高圧通路と、前記第１および第２のソレノイド部の非通電時に前記低圧の流体通路を前記第１および第２の部屋に連通させる配管とを備えていることを特徴とする請求項１記載の集合弁。
6. 前記第１および第２のソレノイド部の通電時に前記低圧の流体通路を前記第１および第２の部屋に連通させる低圧通路と、前記第１および第２のソレノイド部の非通電時に前記第１のポートを前記第１および第２の部屋に連通させる配管とを備えていることを特徴とする請求項１記載の集合弁。

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