JP3958059B2 - 四方向切換弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は四方向切換弁に関し、特に自動車のヒートポンプ方式冷暖房システムなどにおいて冷暖房モードの切り換え時に冷媒管路の切り換えを行う四方向切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の冷暖房システムにおいて、冷房運転では冷凍サイクルが用いられ、暖房運転には、エンジンの冷却水が熱源として用いられている。しかしながら、この暖房用の熱源は、近年、エンジンの燃焼効率が向上したことにより、冷却水の温度が高くならず、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。このような冷暖房システムでは、室内熱交換器および室外熱交換器に流す冷媒の流れ方向を冷房運転時と暖房運転時とで逆転させる必要があるが、その冷媒流れ方向の切り換えを行うのが四方向切換弁である。
【０００３】
図１７は四方向切換弁を使用した冷暖房システムの構成を示す図である。
冷暖房システムは、圧縮機１０１と、四方向切換弁１０２と、室外熱交換器１０３と、減圧装置１０４と、室内熱交換器１０５と、アキュムレータ１０６とから構成されている。四方向切換弁１０２は、４つのポートＡ〜Ｄを有している。四方向切換弁１０２のポートＡは、圧縮機１０１の吐出側に接続され、ポートＢは、室外熱交換器１０３に接続され、ポートＣは、室内熱交換器１０５に接続され、ポートＤは、アキュムレータ１０６に接続されている。
【０００４】
四方向切換弁１０２は、冷房運転時は、実線で示したように、ポートＡとポートＢとが連通し、ポートＣとポートＤとが連通するように切り換えられる。したがって、圧縮機１０１にて圧縮された高温・高圧の冷媒は、四方向切換弁１０２のポートＡに入り、ポートＢから室外熱交換器１０３に送られ、ここで冷媒は熱交換されて凝縮され、減圧装置１０４にて断熱膨張されて低温・低圧になる。この低温・低圧の冷媒は、室内熱交換器１０５で室内の暖かい空気と熱交換されて蒸発され、四方向切換弁１０２のポートＣおよびポートＤを通ってアキュムレータ１０６に入り、ここで気液分離された冷媒が圧縮機１０１に戻る。
【０００５】
一方、暖房運転のとき、四方向切換弁１０２は、破線で示したように、ポートＡとポートＣとが連通し、ポートＢとポートＤとが連通するように切り換えられる。したがって、圧縮機１０１にて圧縮された高温・高圧の冷媒は、四方向切換弁１０２のポートＡおよびポートＣを通って室内熱交換器１０５に入り、ここで熱交換されて室内の冷たい空気を加熱する。この室内熱交換器１０５にて凝縮された冷媒は、減圧装置１０４にて断熱膨張されて低温・低圧になり、室外熱交換器１０３での熱交換により蒸発され、四方向切換弁１０２のポートＢおよびポートＤを通ってアキュムレータ１０６に入り、ここで気液分離された冷媒が圧縮機１０１に戻る。
【０００６】
このように、四方向切換弁１０２は、その冷媒通路を切り換えることにより、冷暖房システムの運転モードを切り換えることができる。
四方向切換弁１０２としては、本願出願人による特願２００１−１８３２９１号明細書にて提案した四方向切換弁がある。この四方向切換弁は、高圧冷媒が導入されるポートＡからポートＢまたはポートＣへの通路開閉を行う第１の弁および第３の弁と、ポートＢまたはポートＣから低圧のポートＤへの通路開閉を行う第２の弁および第４の弁とを分離独立し、第１の弁および第２の弁と第３の弁および第４の弁とをそれぞれ第１のピストンおよび第２のピストンによって駆動する構成にし、かつ、ポートＡに導入された高圧冷媒の一部を第１のピストンおよび第２のピストンの圧力室に選択的に導入する２つの電磁弁を備えている。
【０００７】
これにより、２つの電磁弁がポートＡの高圧流体を第１または第２のピストンの圧力室に切り換え導入することによって、ポートＡがポートＢと連通し、ポートＣがポートＤと連通する第１の状態と、ポートＡがポートＣと連通し、ポートＢがポートＤと連通する第２の状態とを切り換えできるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の四方向切換弁は、ボディの中に２組の三方切換弁を並列に配置した構造を有しているため、ボディが大きくなるとともに弁体およびその弁体を駆動するピストンを収容するシリンダを２列加工しなければならないためコストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コンパクトで安価な四方向切換弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、第１のポートに導入された流体を第２のポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出する第２の状態とを切り換える四方向切換弁であって、前記第２のポートを前記第１のポートまたは前記第４のポートに連通するよう切り換える第１の三方切換弁と、前記第３のポートを前記第４のポートまたは前記第１のポートに連通するよう前記第１の三方切換弁と一体となって切り換え動作する第２の三方切換弁と、前記第１の三方切換弁の弁体と前記第２の三方切換弁の弁体とを同時に駆動するピストンと、が筒状のボディ内に同軸上に配置された四方向切換弁において、前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁は、軸線位置に配置された駆動棒に軸線方向にそれぞれ摺動自在に保持されていてそれぞれ軸線方向両側に配置された前記第１のポートおよび前記第４のポートに連通する通路に開口された弁孔を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向両側の着座面よりそれぞれ軸線方向外側に突出して前記駆動棒に固定されていて前記弁体の着座に先立って前記弁孔に挿入されて弁閉させるとともに前記弁体の軸線方向の摺動範囲を規制するガイドと、前記弁体をその軸線方向外側に配置された前記ガイドに当接する方向に付勢するスプリングとを、それぞれ有していることを特徴とする四方向切換弁が提供される。
【００１１】
このような四方向切換弁によれば、第１の三方切換弁、第２の三方切換弁およびピストンを筒状のボディ内に同軸上に配置する構成にした。これにより、全体構造がシンプルかつコンパクトになり、ボディの加工が１軸加工で済むため、製品コストを低減することができる。また、第１の三方切換弁および第２の三方切換弁の弁体は、同時着座しないように構成され、切り換え動作時に先に着座した一方の弁体が他方の弁体の着座のために軸線方向に移動する移動量をスプリングで吸収するクッション機能を持たせたことで、両方の弁体を確実に着座させて、シール不良を起こす可能性を排除している。さらに、弁体の可動範囲を規制するガイドが第１の状態と第２の状態との切り換え時に弁体の着座に先立ってすべての弁孔を閉じるので高圧の第１のポートと低圧の第４のポートとが同時に連通することがなく、切り換え時に第１のポートの高圧と第４のポートの低圧とがそれぞれ維持される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、ヒートポンプ方式の自動車用冷暖房システムに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【００１４】
この四方向切換弁は、筒状のボディ１の側面に４つのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが設けられている。ヒートポンプ方式の冷暖房装置では、ポートＡに圧縮機から吐出された高圧冷媒を受ける配管が接続され、ポートＢには外部熱交換器に通じる配管が接続され、ポートＣには内部熱交換器に通じる配管が接続され、そして、ポートＤには圧縮機の吸入側に通じる低圧冷媒配管が接続される。
【００１５】
ボディ１は、その長手方向中心軸線位置にシリンダが形成されていて、その中には、中心に低圧側の冷媒通路を構成する中空のスリーブ２が軸線方向に進退自在に配置されている。そのスリーブ２には、２つの弁体３，４が軸線方向に摺動自在に設けられている。このスリーブ２には、また、この弁体３，４の軸線方向の摺動範囲を規制するようにガイド５，６，７，８が固着されている。弁体３，４とガイド６，７との間には、弁体３，４をガイド５，８の方へ付勢するスプリング９，１０がそれぞれ配置されている。また、スリーブ２と弁体３との間には、Ｏリング１１が配置されている。弁体４は、その上下端面に凹部が形成されていて、ガイド７，８と部分的にオーバラップして配置するようにしてあり、ガイド８との間には、Ｏリング１２が配置されている。弁体４は、さらに、ガイド８との当接面位置に圧力を導入するオリフィス１３が形成されている。
【００１６】
ボディ１の図の下方端の開口部は、キャップ１４によって閉止されており、その内側の中心部には、冷媒通路とスリーブ２に設けられたガイド５を軸線方向に案内するためのガイドと冷媒通路とを構成するよう凹部が設けられ、環状の端面は、弁体３の弁座を構成している。弁体３の上部には、これと対向するよう環状突起１５がボディ１と一体に形成され、弁体３の弁座を構成している。弁体４の下部には、これと対向するよう環状突起１６がボディ１と一体に形成され、弁体４の弁座を構成している。また、弁体４の上部には、ガイド１７がボディ１に嵌着されており、弁体４の低圧側の弁座を構成している。
【００１７】
ここで、弁体４、ガイド７およびこれが遊挿されている弁孔は、弁体３、ガイド６およびこれが遊挿されている弁孔よりもそれぞれ大きく形成されて、弁体４側の受圧面積を弁体３側の受圧面積よりも大きく設定してある。これにより、弁体３，４がポートＡから導入された高圧を受圧すると、それらの受圧面積の差により、弁体３，４およびこれらを支持しているスリーブ２には、図の上向き方向に押し上げる力が作用する。
【００１８】
また、スリーブ２に固着された各ガイド５，６，７，８は、弁体３，４の着座に先立って弁孔に挿入されるような位置にしてあり、切り換えの際に各ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが互いに同時に連通する状態がないようにしている。これにより、切り換え時に高圧の冷媒が直接低圧側に流れることがないため、高圧側および低圧側の圧力はそれぞれ維持され、冷暖房の切り換えを圧力損失のない状態でスムーズに行うことを可能にしている。
【００１９】
ボディ１内の図の上部には、ピストン１８が軸線方向に摺動自在に配置されている。このピストン１８の上側の空間は、圧力室を構成し、この圧力室に高圧が導入されることで、ピストン１８は、押し下げられて、弁体３，４およびこれらを支持しているスリーブ２を押し下げる働きをする。
【００２０】
このように、四方向切換弁のボディ１内において、弁体３がポートＢをポートＡまたはポートＤに連通するよう切り換える三方切換弁、弁体４がポートＣをポートＡまたはポートＤに連通するよう切り換える三方切換弁を構成している。
【００２１】
弁体３，４の切り換えを行うのに、ボディ１の頂部には三方電磁弁１９が設けられている。この三方電磁弁１９は、スリーブ２０の上端を塞ぐようにスリーブ２０に固定されたコア２１と、スリーブ２０内を軸線方向に進退自在に配置されたプランジャ２２と、スリーブ２０の外側に配置されたコイル２３とを有している。コア２１の軸線位置には、冷媒通路が形成されており、その途中に弁座を構成する環状突起がコア２１と一体に形成されている。このコア２１内の冷媒通路の上端開口部はチューブ２４を介してポートＡに連通する高圧空間に接続されている。コア２１の冷媒通路内には、その環状突起に図の下側から対向して軸線方向に進退自在に配置されたニードル２５を有している。また、プランジャ２２の軸線位置には、ニードル２６が軸線方向に進退自在に配置されている。このニードル２６の下端部は、ボディ１の上部開口部を閉止するキャップ２７に形成された弁座に対向するようにしている。この弁座は、ピストン１８の上側の圧力室と下側のポートＤに連通する空間との間を連通する通路の途中に形成されている。キャップ２７は、また、スリーブ２０の下端部が嵌合されており、そのスリーブ２０の内部とピストン１８の圧力室とを連通する通路が形成されている。
【００２２】
コア２１およびプランジャ２２の外周には、その長手方向に沿って溝がそれぞれ形成されており、コア２１に形成された溝は、さらにコア２１内の環状突起の下側の空間と連通されている。そして、ニードル２５とコア２１との間には、スプリング２８が設けられていて、そのスプリング２８によってプランジャ２２およびニードル２５，２６は、下方に付勢されており、コイル２３への通電がないときには、ニードル２５はその弁座から離れ、ニードル２６はその弁座に着座している。
【００２３】
以上の構成の四方向切換弁において、図１に示したように、三方電磁弁１９が通電されていない、すなわちソレノイドオフ時の状態では、三方電磁弁１９のプランジャ２２はスプリング２８によって図の下方に付勢されていることにより、ニードル２５はその弁座から離れて、ポートＡに連通する高圧室は、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室と連通し、ニードル２６はその弁座に着座してピストン１８の上部の圧力室は、ポートＤに連通する低圧空間とは遮断されている。
【００２４】
これにより、ポートＡに供給された高圧冷媒は、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入され、ピストン１８を押し下げる。これにより、ピストン１８は、スリーブ２を押し下げて、弁体３をキャップ１４の端面に着座させ、弁体４を環状突起１６に着座させる。このとき、ポートＡより導入された高圧は、弁体３に対してその着座方向にかかるため、最も高圧の通路と最も低圧の通路との間のシールをより確実にしている。
【００２５】
その結果、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通することになる。つまり、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、冷房運転の動作モードになっている。
【００２６】
次に、ソレノイドオンになった直後は、三方電磁弁１９は、図２に示したように、そのプランジャ２２がコア２１に吸引されるため、ニードル２５，２６を図の上方へ移動させ、ニードル２５はその弁座に着座して、ポートＡからの高圧導入を遮断し、ニードル２６はその弁座から離れてピストン１８の上部の圧力室とポートＤに連通する低圧空間とを連通させるようになる。これにより、ピストン１８は、スリーブ２を押し下げる力が失われる。このとき、ガイド７の下面に高圧を受け、ガイド８の上面には低圧を受けているので、スリーブ２は上方へ押し上げられていく。このスリーブ２が上方へ移動開始すると、まず、最初に、ガイド６が環状突起１５に挿入されてポートＡとポートＢとの間の弁孔を塞ぎ、同様に、ガイド８がガイド１７の中央孔に挿入されてポートＣとポートＤとの間の弁孔を塞ぐ。これらガイド６，８の挿入開始時点では、未だ、もう一方のガイド５はキャップ１４に嵌まっていてポートＢとポートＤとの間は閉じられており、ガイド７も環状突起１６に嵌まっていてポートＡとポートＣとの間は閉じられている。つまり、すべてのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、閉じられた状態になる。
【００２７】
スリーブ２がさらに上昇すると、ガイド５は弁体３を伴って上昇し、弁体３がキャップ１４から離れ、さらに上昇してガイド５がキャップ１４から抜けた時点でポートＢとポートＤとの間が連通する。一方、ガイド７も弁体４を上昇させて環状突起１６から離し、ガイド７が環状突起１６から抜けた時点で今度はガイド８がオリフィス１３を介して高圧を受けて上昇し、この上昇は、弁体４がガイド１７に着座することで停止して、図２に示したような状態になる。これにより、ポートＡとポートＣとの間は連通し、かつ、弁体４はガイド８が上向き方向に高圧がかることでガイド７により押し上げられて、シールをより確実なものにしている。なお、このとき、弁体４が着座しても、ガイド８が高圧を受けているので、スリーブ２は、弁体４をガイド１７に残してさらに上昇しようとするが、この上昇は、弁体３が環状突起１５に着座することによって停止され、その移動差はスプリング１０によって吸収される。このように、弁体３，４は、同時着座をなくして個々に着座させるようにし、かつそれぞれにスプリング９，１０によるクッション性を持たせることで、構成部材の加工精度、組立公差などの問題で片方がシール不良を起こす可能性を排除している。
【００２８】
この結果、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、自動車用冷暖房システムは、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００２９】
このように、動作モードの切り換えに際しては、三方電磁弁１９がピストン１８の上部の圧力室に高圧冷媒を導入することで弁体３，４を押し下げ、三方電磁弁１９がピストン１８の上部の圧力室をポートＤに連通させて低圧にするとともに、ガイド６よりもガイド７，８の受圧面積を大きくすることでガイド８が弁体３，４を押し上げるようにしている。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図３において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３１】
この第２の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、外側のボディ構造を違えてある。すなわち、この第２の実施の形態に係る四方向切換弁は、ボディ部分を樹脂ボディ３０で形成し、この樹脂ボディ３０の外側を金属ボディ３１で覆っている。樹脂ボディ３０は、耐熱性のある樹脂で作られている。この樹脂としては、たとえば、自動車用冷暖房システムの冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、コンプレッサから吐出される冷媒の最高温度が約１７０℃程度になるので、これより耐熱温度の高いポリフェニレンサルファイド樹脂が使用される。このように、ボディ部分の内部を樹脂ボディ３０にしたことにより、ポート間の熱伝導を抑え、四方向切換弁内の熱損失を低減させている。また、外側を金属ボディ３１にしたことで、耐圧性を確保している。
【００３２】
また、好ましくは、冷媒通路に存在する弁体３，４およびガイド１７を樹脂製とし、さらに、スリーブ２を樹脂ライニング３２で内張りするとよい。そして、この実施の形態では、冷媒配管を接続するための継手３３を金属ボディ３１に螺着した構成を示している。
【００３３】
なお、この実施の形態では、弁体４は、ガイド８との当接面位置に圧力を導入するオリフィスを特に形成していないが、スリーブ２とこれに軸線方向に摺動自在に設けられた弁体４との間に存在するクリアランスがオリフィス１３の機能を果たしている。したがって、ポートＡからポートＣに連通する空間に高圧の冷媒が導入されたときは、スリーブ２と弁体４との間のクリアランスを介してガイド８が高圧を受圧し、そのガイド８がスリーブ２および弁体３，４を押し上げる作用をすることになる。
【００３４】
図４は本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図５は本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図４および図５において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
この第３の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、弁体３，４をそれぞれ同一寸法で構成し、弁体３，４を押し上げる力をスプリング３５によって得るようにしている。
【００３６】
すなわち、スリーブ２とピストン１８とをシャフト３６で連結し、ガイド１７とピストン１８との間にスプリング３５を配置し、スプリング３５がピストン１８を図の上方へ付勢することで、ピストン１８に連結されたスリーブ２およびこのスリーブ２に支持された弁体３，４を図の上方へ付勢している。
【００３７】
以上の構成の四方向切換弁において、図４に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入され、スプリング３５の付勢力に打ち勝ってピストン１８を図の下方へ押し下げる。
【００３８】
これにより、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００３９】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図５に示したように、ピストン１８の上部の圧力室は低圧になるため、ピストン１８はその駆動力を失う。その結果、スプリング３５がピストン１８を図の上方へ押し上げ、ピストン１８に連結されたスリーブ２およびこのスリーブ２に支持された弁体３，４が図の上方へ押し上げられる。
【００４０】
これにより、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００４１】
図６は本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図７は本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図６および図７において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４２】
この第４の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、ピストン１８の上下部に圧力室を形成し、これらの圧力室に、三方電磁弁１９が高圧の冷媒を選択的に導入することでピストン１８を動かして、弁体３，４を駆動するようにしている。
【００４３】
すなわち、弁体４の弁座を構成するガイド１７とピストン１８との間にガイド４０を配置してピストン１８の下部に圧力室を構成している。また、ボディ１およびそのキャップ２７には、冷媒通路４１，４２を形成して、三方電磁弁１９に高圧冷媒を導入するようにし、三方電磁弁１９の一方の出口は、ニードル２６によって開閉される弁孔を介してピストン１８の上部の圧力室に連通し、他方の出口は、ニードル２５によって開閉される弁孔およびチューブ２４を介してピストン１８の下部の圧力室に連通するように構成されている。また、ピストン１８は、その軸線位置に上部が閉止された冷媒通路４３を有し、さらに、この冷媒通路４３とピストン１８の上下部の圧力室との間を連通するように小径の連通路がそれぞれ形成されていて、それらの連通路には、ピストン１８の上下部の圧力室の圧力を受けてそれらの連通路を閉止する弁体４４，４５が設けられている。これらの弁体４４，４５は、対抗するように配置されていて、一方がその連通路を閉じるように動作した時には、それに連動して他方がその連通路を開け、他方がその連通路を閉じるように動作した時には、それに連動して一方がその連通路を開けるように動作する。さらに、ピストン１８は、そのガイド４０を介して図の下方へ突出した下端部がシャフト３６によってスリーブ２と連結されている。
【００４４】
なお、この第４の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１ないし第３の実施の形態に係る四方向切換弁のポート配置と異なり、ポートＢおよびポートＣの配置が逆になっている。
【００４５】
以上の構成の四方向切換弁において、図６に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２、三方電磁弁１９およびチューブ２４を介してピストン１８の下部の圧力室に導入され、ピストン１８を図の上方へ押し上げる。このとき、ピストン１８の下部の圧力室の圧力が弁体４５を付勢してピストン１８の下部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との連通を遮断し、弁体４５が弁体４４を付勢してピストン１８の上部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との間を連通させている。
【００４６】
これにより、ピストン１８がスリーブ２を持ち上げて、２つの三方切換弁を切り換え、ポートＡをポートＢと連通させ、ポートＣをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００４７】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図７に示したように、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入され、ピストン１８を図の下方へ押し下げる。このとき、ピストン１８の上部の圧力室の圧力が弁体４４を付勢してピストン１８の上部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との連通を遮断し、弁体４４が弁体４５を付勢してピストン１８の下部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との間を連通させている。
【００４８】
これにより、ピストン１８がスリーブ２を押し下げて、２つの三方切換弁を切り換え、ポートＡをポートＣと連通させ、ポートＢをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００４９】
図８は本発明の第５の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図８において、図６に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５０】
この第５の実施の形態に係る四方向切換弁は、第４の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、ピストン１８に設けられた弁体４４，４５の機能をオリフィスによって構成している点で相違する。
【００５１】
すなわち、ピストン１８は、その軸線位置に形成された冷媒通路４３と上部の圧力室とを連通するオリフィス４６を有し、ガイド４０は、ピストン１８の下部の圧力室とポートＤの低圧空間とを連通するオリフィス４７を有している。
【００５２】
この構成の四方向切換弁において、図８に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２、三方電磁弁１９およびチューブ２４を介してピストン１８の下部の圧力室に導入される。このとき、ピストン１８の下部の圧力室は、冷媒がオリフィス４７を介してポートＤの低圧空間に微少漏れするが、高圧導入量の方が大きいので、高圧が維持され、一方、高圧の導入が遮断されたピストン１８の上部の圧力室は、冷媒がオリフィス４６を介してポートＤの低圧空間に微少漏れすることで、その圧力が低下していく。これにより、ピストン１８は図の上方へ押し上げられる。
【００５３】
ピストン１８がスリーブ２を持ち上げることで２つの三方切換弁を切り換えて、ポートＡをポートＢと連通させ、ポートＣをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになって、冷房運転の動作モードとなる。
【００５４】
一方、ソレノイドオンの状態になると、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入される。このとき、ピストン１８の上部の圧力室は、冷媒がオリフィス４６を介してポートＤの低圧空間に微少漏れするが、高圧導入量の方が大きいので、高圧が維持され、一方、高圧の導入が遮断されたピストン１８の下部の圧力室は、冷媒がオリフィス４７を介してポートＤの低圧空間に微少漏れすることで、その圧力が低下していく。これにより、ピストン１８は図の下方へ押し下げられる。
【００５５】
これにより、ピストン１８がスリーブ２を押し下げることで２つの三方切換弁を切り換え、ポートＡをポートＣと連通させ、ポートＢをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００５６】
図９は本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第１の切換状態を示す縦断面図、図１０は本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第２の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図９および図１０において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５７】
この第６の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、弁体３，４を押し下げるために構成したピストン１８および三方電磁弁１９と同じ構成をボディ１の反対側の端に構成して弁体３，４を押し上げるようにした点で異なる。
【００５８】
すなわち、ボディ１の図の下端側に、ピストン５０および三方電磁弁５１を設け、その三方電磁弁５１とポートＡに連通する高圧空間とをチューブ５２で接続している。このチューブ５２は、また、三方電磁弁１９にも接続されている。
【００５９】
以上の構成の四方向切換弁において、図９に示したように、上方の三方電磁弁１９が通電されていないソレノイドオフ、下方の三方電磁弁５１が通電されているソレノイドオン時の状態では、上方の三方電磁弁１９は、ピストン１８の上部の圧力室をポートＡに連通させて高圧にし、下方の三方電磁弁５１は、ピストン５０の下部の圧力室をポートＤに連通させて低圧にすることで、ピストン１８がスリーブ２を押し下げる。これにより、弁体３，４が押し下げられて、ポートＡがポートＢと連通し、ポートＣがポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００６０】
次に、図１０に示したように、上方の三方電磁弁１９および下方の三方電磁弁５１の通電状態を切り換えて、上方の三方電磁弁１９を通電し、下方の三方電磁弁５１を非通電にすると、上方の三方電磁弁１９は、ピストン１８の上部の圧力室をポートＤに連通させて低圧にし、下方の三方電磁弁５１は、ピストン５０の下部の圧力室をポートＡに連通させて高圧にする。これにより、ピストン５０がスリーブ２を押し上げるので、弁体３，４が押し上げられて、ポートＡがポートＣと連通し、ポートＢがポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わる。
【００６１】
図１１は本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図１２は本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１１および図１２において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６２】
この第７の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、低圧冷媒通路の構造を違えてある。すなわち、この第７の実施の形態に係る四方向切換弁は、弁体３，４およびガイド５，６，７，８を駆動棒５５に保持し、この駆動棒５５の両端の空間、すなわちガイド５を軸線方向に案内するためのガイドと冷媒通路とを構成するようキャップ１４に設けられた凹部の空間と、ガイド１７とピストン１８とによって形成された空間との間をチューブ５６にて接続している。
【００６３】
以上の構成の四方向切換弁において、図１１に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入されると、ピストン１８が図の下方へ押し下げられる。
【００６４】
これにより、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００６５】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図１２に示したように、ピストン１８の上部の圧力室が低圧に切り換えられ、駆動棒５５に固定されたガイド７，８がガイド６より大きな圧力を受圧する。
【００６６】
これにより、駆動棒５５が図の上方へ押し上げられて、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢはチューブ５６を介してポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００６７】
図１３は本発明の第８の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１３において、図１１および図１２に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６８】
この第８の実施の形態に係る四方向切換弁は、第７の実施の形態に係る四方向切換弁と内部構造が同一で、動作も同一であるが、ボディ１の形状を変えてこの四方向切換弁内の熱損失を低減させている。
【００６９】
すなわち、この第８の実施の形態に係る四方向切換弁は、ボディ１の低圧通路と高圧通路との間に外周部から切り込みを入れることで形成した肉盗み５７を備えている。これにより、高温の冷媒が通過する高圧通路から低温の冷媒が通過する低圧通路との間の熱抵抗が増加するため、高圧通路からボディ１を介して低圧通路へ熱が伝わりにくくなり、この四方向切換弁内における熱損失を低減することができる。
【００７０】
図１４は本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図１５は本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１４および図１５において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７１】
この第９の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、スリーブ２に取り付けられる弁体３，４およびガイド５，６，７，８を一体化し、スプリング９，１０の機能を、弁閉時におけるシール性の向上のために新たに設けたシールリングに持たせるようにした点で異なる。
【００７２】
すなわち、この第９の実施の形態に係る四方向切換弁は、スリーブ２に２つのプラグ６０，６１が固着され、キャップ１４、環状突起１５，１６およびガイド１７に着座する部分にはシールリング６２，６３，６４，６５が嵌め込まれている。プラグ６０，６１は、キャップ１４、環状突起１５，１６およびガイド１７とともに弁を構成する大径部と、軸線方向両端に突出していてスリーブ２およびプラグ６０，６１の軸線方向の動きをガイドしながら弁孔を開閉するようにした小径部とが一体に形成されている。シールリング６２，６３，６４，６５は、プラグ６０，６１にその着座面より突出するように嵌め込まれており、弾力性のある材料、たとえばゴム、ポリテトラフルオロエチレンなどの材料によって形成される。これにより、着座部分の加工精度を上げることなく、弁閉時におけるシール性を向上させることが可能になるとともに、プラグ６０，６１が異なるタイミングで着座するときに先に着座した方が大きく圧縮変形されることで後に着座する方が着座のために移動する移動量を弾力性で吸収するようにしている。
【００７３】
以上の構成の四方向切換弁において、図１４に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入されると、ピストン１８が図の下方へ押し下げられる。
【００７４】
これにより、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００７５】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図１５に示したように、ピストン１８は、その上部の圧力室が三方電磁弁１９により低圧に切り換えられることで、スリーブ２を図の下方へ押し下げる力を失い、スリーブ２は、それに固着されたプラグ６１がプラグ６０より大きな圧力を受圧することで、図の上方へ押し上げられるようになる。
【００７６】
これにより、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢはポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００７７】
図１６は本発明の第１０の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１６において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７８】
この第１０の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部の基本構造および動作が同一であるが、冷媒が通過する通路を断熱構造にするとともに、弁閉時における弁体のシール性を向上させた構成にしている点で異なる。
【００７９】
まず、冷媒が通過する通路を断熱構造にした点に関しては、ボディ１の内壁にその内径に応じて分割された複数の樹脂スリーブ７０，７１，７２，７３が内設され、ポートＡの冷媒通路にも樹脂スリーブ７４が内設されている。また、弁体３，４を保持しているガイド一体型の中空の駆動棒７５にも、その中央の冷媒通路に樹脂スリーブ７６が内設されている。このように冷媒が通過する通路を断熱することで、ボディ１を介して熱が伝導するのを抑制することができ、ボディ１がたとえばアルミニウムのような熱伝導の良好な材料で作られる場合に、四方向切換弁内での熱損失低減に有効である。樹脂スリーブ７０，７１，７２，７３，７４としては、たとえばポリフェニレンサルファイド樹脂を使用することができる。
【００８０】
次に、弁閉時におけるシール性向上に関しては、キャップ１４、環状突起１５，１６およびガイド１７に弾力性のある断面角状のシールリング７７，７８，７９，８０が嵌め込まれている。これにより、シールリング７７，７８，７９，８０は、弁体３，４の着座時に加圧変形されて弁体３，４とその弁座との間を気密状態に閉止することができ、着座部分の加工精度を上げることなく、弁閉時におけるシール性を向上させることが可能になる。これらのシールリング７７，７８，７９，８０は、たとえばゴム、ポリテトラフルオロエチレンなどの材料によって形成することができる。
【００８１】
なお、ガイド一体型の駆動棒７５は、その上端にガイド８がかしめ加工により固着されており、そのガイド８の中央開口部には、スリーブ８１が圧入により固着されている。そのスリーブ８１は、一部が開口されていて、ポートＤの空間と連通するようになっている。
【００８２】
また、第１の実施の形態に係る四方向切換弁では、ボディ１の上部開口部をキャップ２７で閉止し、そのキャップ２７に、ピストン１８の上部の圧力室とポートＤの空間との間を連通または閉塞するニードル弁の弁座とピストン１８の軸線位置における冷媒通路とを一体に形成していたが、この実施の形態では、２部品に分けて構成してある。すなわち、ボディ１の上部開口部は、キャップ８２によって閉止され、その外周部には筒状の垂下部が設けられ、そこにピストン１８を収容するようにしている。キャップ８２の中央部には、軸線上に弁孔および冷媒通路を有する低圧連通部材８３の上方部分が嵌合され、その下方部分は、ピストン１８の中央部を気密状態で貫通した構成を有している。
【００８３】
以上、本発明をその好適な実施の形態について詳述したが、本発明は、それらの実施の形態にのみ限定されるものではない。たとえば、上記の第１ないし第１０の実施の形態では、２つの三方切換弁の軸線方向外側に配置された低圧のポートＤを、中空のスリーブ２またはボディの外側で配管したチューブ５６によって連通させるようにしたが、ボディ１内にポートＡ〜Ｄの開口部を避けて長手方向に通路を形成することによって連通させるようにしてもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、２つの三方切換弁とこれらを駆動するピストンとを筒状のボディ内に同軸上に配置する構成にした。これにより、全体構造がシンプルかつコンパクトになり、しかもボディの加工が１軸加工で済むため、製品コストを低減することができる。
【００８５】
また、２つの三方切換弁の弁体は、切り換え動作時に先に着座した一方の三方切換弁の弁体が他方の三方切換弁の弁体の着座のためにさらに着座方向に移動する移動量をスプリングまたは弾力性を有するシール部材で吸収するようにして、双方の弁体が同時に着座しない構成にした。これにより、部材の加工精度、組立公差、熱膨張差などによる弁閉時におけるシール不良を排除している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第１の切換状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第２の切換状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第８の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の第１０の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１７】四方向切換弁を使用した冷暖房システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ボディ
２ スリーブ
３，４ 弁体
５，６，７，８ ガイド
９，１０ スプリング
１１，１２ Ｏリング
１３ オリフィス
１４ キャップ
１５，１６ 環状突起
１７ ガイド
１８ ピストン
１９ 三方電磁弁
２０ スリーブ
２１ コア
２２ プランジャ
２３ コイル
２４ チューブ
２５，２６ ニードル
２７ キャップ
２８ スプリング
３０ 樹脂ボディ
３１ 金属ボディ
３２ 樹脂ライニング
３３ 継手
３５ スプリング
３６ シャフト
４０ ガイド
４１，４２，４３ 冷媒通路
４４，４５ 弁体
４６，４７ オリフィス
５０ ピストン
５１ 三方電磁弁
５２ チューブ
５５ 駆動棒
５６ チューブ
５７ 肉盗み
６０，６１ プラグ
６２，６３，６４，６５ シールリング
７０，７１，７２，７３，７４ 樹脂スリーブ
７５ 駆動棒
７６ 樹脂スリーブ
７７，７８，７９，８０ シールリング
８１ スリーブ
８２ キャップ
８３ 低圧連通部材
【発明の属する技術分野】
本発明は四方向切換弁に関し、特に自動車のヒートポンプ方式冷暖房システムなどにおいて冷暖房モードの切り換え時に冷媒管路の切り換えを行う四方向切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の冷暖房システムにおいて、冷房運転では冷凍サイクルが用いられ、暖房運転には、エンジンの冷却水が熱源として用いられている。しかしながら、この暖房用の熱源は、近年、エンジンの燃焼効率が向上したことにより、冷却水の温度が高くならず、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。このような冷暖房システムでは、室内熱交換器および室外熱交換器に流す冷媒の流れ方向を冷房運転時と暖房運転時とで逆転させる必要があるが、その冷媒流れ方向の切り換えを行うのが四方向切換弁である。
【０００３】
図１７は四方向切換弁を使用した冷暖房システムの構成を示す図である。
冷暖房システムは、圧縮機１０１と、四方向切換弁１０２と、室外熱交換器１０３と、減圧装置１０４と、室内熱交換器１０５と、アキュムレータ１０６とから構成されている。四方向切換弁１０２は、４つのポートＡ〜Ｄを有している。四方向切換弁１０２のポートＡは、圧縮機１０１の吐出側に接続され、ポートＢは、室外熱交換器１０３に接続され、ポートＣは、室内熱交換器１０５に接続され、ポートＤは、アキュムレータ１０６に接続されている。
【０００４】
四方向切換弁１０２は、冷房運転時は、実線で示したように、ポートＡとポートＢとが連通し、ポートＣとポートＤとが連通するように切り換えられる。したがって、圧縮機１０１にて圧縮された高温・高圧の冷媒は、四方向切換弁１０２のポートＡに入り、ポートＢから室外熱交換器１０３に送られ、ここで冷媒は熱交換されて凝縮され、減圧装置１０４にて断熱膨張されて低温・低圧になる。この低温・低圧の冷媒は、室内熱交換器１０５で室内の暖かい空気と熱交換されて蒸発され、四方向切換弁１０２のポートＣおよびポートＤを通ってアキュムレータ１０６に入り、ここで気液分離された冷媒が圧縮機１０１に戻る。
【０００５】
一方、暖房運転のとき、四方向切換弁１０２は、破線で示したように、ポートＡとポートＣとが連通し、ポートＢとポートＤとが連通するように切り換えられる。したがって、圧縮機１０１にて圧縮された高温・高圧の冷媒は、四方向切換弁１０２のポートＡおよびポートＣを通って室内熱交換器１０５に入り、ここで熱交換されて室内の冷たい空気を加熱する。この室内熱交換器１０５にて凝縮された冷媒は、減圧装置１０４にて断熱膨張されて低温・低圧になり、室外熱交換器１０３での熱交換により蒸発され、四方向切換弁１０２のポートＢおよびポートＤを通ってアキュムレータ１０６に入り、ここで気液分離された冷媒が圧縮機１０１に戻る。
【０００６】
このように、四方向切換弁１０２は、その冷媒通路を切り換えることにより、冷暖房システムの運転モードを切り換えることができる。
四方向切換弁１０２としては、本願出願人による特願２００１−１８３２９１号明細書にて提案した四方向切換弁がある。この四方向切換弁は、高圧冷媒が導入されるポートＡからポートＢまたはポートＣへの通路開閉を行う第１の弁および第３の弁と、ポートＢまたはポートＣから低圧のポートＤへの通路開閉を行う第２の弁および第４の弁とを分離独立し、第１の弁および第２の弁と第３の弁および第４の弁とをそれぞれ第１のピストンおよび第２のピストンによって駆動する構成にし、かつ、ポートＡに導入された高圧冷媒の一部を第１のピストンおよび第２のピストンの圧力室に選択的に導入する２つの電磁弁を備えている。
【０００７】
これにより、２つの電磁弁がポートＡの高圧流体を第１または第２のピストンの圧力室に切り換え導入することによって、ポートＡがポートＢと連通し、ポートＣがポートＤと連通する第１の状態と、ポートＡがポートＣと連通し、ポートＢがポートＤと連通する第２の状態とを切り換えできるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の四方向切換弁は、ボディの中に２組の三方切換弁を並列に配置した構造を有しているため、ボディが大きくなるとともに弁体およびその弁体を駆動するピストンを収容するシリンダを２列加工しなければならないためコストが高くなるという問題点があった。
【０００９】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コンパクトで安価な四方向切換弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、第１のポートに導入された流体を第２のポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出する第２の状態とを切り換える四方向切換弁であって、前記第２のポートを前記第１のポートまたは前記第４のポートに連通するよう切り換える第１の三方切換弁と、前記第３のポートを前記第４のポートまたは前記第１のポートに連通するよう前記第１の三方切換弁と一体となって切り換え動作する第２の三方切換弁と、前記第１の三方切換弁の弁体と前記第２の三方切換弁の弁体とを同時に駆動するピストンと、が筒状のボディ内に同軸上に配置された四方向切換弁において、前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁は、軸線位置に配置された駆動棒に軸線方向にそれぞれ摺動自在に保持されていてそれぞれ軸線方向両側に配置された前記第１のポートおよび前記第４のポートに連通する通路に開口された弁孔を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向両側の着座面よりそれぞれ軸線方向外側に突出して前記駆動棒に固定されていて前記弁体の着座に先立って前記弁孔に挿入されて弁閉させるとともに前記弁体の軸線方向の摺動範囲を規制するガイドと、前記弁体をその軸線方向外側に配置された前記ガイドに当接する方向に付勢するスプリングとを、それぞれ有していることを特徴とする四方向切換弁が提供される。
【００１１】
このような四方向切換弁によれば、第１の三方切換弁、第２の三方切換弁およびピストンを筒状のボディ内に同軸上に配置する構成にした。これにより、全体構造がシンプルかつコンパクトになり、ボディの加工が１軸加工で済むため、製品コストを低減することができる。また、第１の三方切換弁および第２の三方切換弁の弁体は、同時着座しないように構成され、切り換え動作時に先に着座した一方の弁体が他方の弁体の着座のために軸線方向に移動する移動量をスプリングで吸収するクッション機能を持たせたことで、両方の弁体を確実に着座させて、シール不良を起こす可能性を排除している。さらに、弁体の可動範囲を規制するガイドが第１の状態と第２の状態との切り換え時に弁体の着座に先立ってすべての弁孔を閉じるので高圧の第１のポートと低圧の第４のポートとが同時に連通することがなく、切り換え時に第１のポートの高圧と第４のポートの低圧とがそれぞれ維持される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、ヒートポンプ方式の自動車用冷暖房システムに適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図２は本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【００１４】
この四方向切換弁は、筒状のボディ１の側面に４つのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが設けられている。ヒートポンプ方式の冷暖房装置では、ポートＡに圧縮機から吐出された高圧冷媒を受ける配管が接続され、ポートＢには外部熱交換器に通じる配管が接続され、ポートＣには内部熱交換器に通じる配管が接続され、そして、ポートＤには圧縮機の吸入側に通じる低圧冷媒配管が接続される。
【００１５】
ボディ１は、その長手方向中心軸線位置にシリンダが形成されていて、その中には、中心に低圧側の冷媒通路を構成する中空のスリーブ２が軸線方向に進退自在に配置されている。そのスリーブ２には、２つの弁体３，４が軸線方向に摺動自在に設けられている。このスリーブ２には、また、この弁体３，４の軸線方向の摺動範囲を規制するようにガイド５，６，７，８が固着されている。弁体３，４とガイド６，７との間には、弁体３，４をガイド５，８の方へ付勢するスプリング９，１０がそれぞれ配置されている。また、スリーブ２と弁体３との間には、Ｏリング１１が配置されている。弁体４は、その上下端面に凹部が形成されていて、ガイド７，８と部分的にオーバラップして配置するようにしてあり、ガイド８との間には、Ｏリング１２が配置されている。弁体４は、さらに、ガイド８との当接面位置に圧力を導入するオリフィス１３が形成されている。
【００１６】
ボディ１の図の下方端の開口部は、キャップ１４によって閉止されており、その内側の中心部には、冷媒通路とスリーブ２に設けられたガイド５を軸線方向に案内するためのガイドと冷媒通路とを構成するよう凹部が設けられ、環状の端面は、弁体３の弁座を構成している。弁体３の上部には、これと対向するよう環状突起１５がボディ１と一体に形成され、弁体３の弁座を構成している。弁体４の下部には、これと対向するよう環状突起１６がボディ１と一体に形成され、弁体４の弁座を構成している。また、弁体４の上部には、ガイド１７がボディ１に嵌着されており、弁体４の低圧側の弁座を構成している。
【００１７】
ここで、弁体４、ガイド７およびこれが遊挿されている弁孔は、弁体３、ガイド６およびこれが遊挿されている弁孔よりもそれぞれ大きく形成されて、弁体４側の受圧面積を弁体３側の受圧面積よりも大きく設定してある。これにより、弁体３，４がポートＡから導入された高圧を受圧すると、それらの受圧面積の差により、弁体３，４およびこれらを支持しているスリーブ２には、図の上向き方向に押し上げる力が作用する。
【００１８】
また、スリーブ２に固着された各ガイド５，６，７，８は、弁体３，４の着座に先立って弁孔に挿入されるような位置にしてあり、切り換えの際に各ポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄが互いに同時に連通する状態がないようにしている。これにより、切り換え時に高圧の冷媒が直接低圧側に流れることがないため、高圧側および低圧側の圧力はそれぞれ維持され、冷暖房の切り換えを圧力損失のない状態でスムーズに行うことを可能にしている。
【００１９】
ボディ１内の図の上部には、ピストン１８が軸線方向に摺動自在に配置されている。このピストン１８の上側の空間は、圧力室を構成し、この圧力室に高圧が導入されることで、ピストン１８は、押し下げられて、弁体３，４およびこれらを支持しているスリーブ２を押し下げる働きをする。
【００２０】
このように、四方向切換弁のボディ１内において、弁体３がポートＢをポートＡまたはポートＤに連通するよう切り換える三方切換弁、弁体４がポートＣをポートＡまたはポートＤに連通するよう切り換える三方切換弁を構成している。
【００２１】
弁体３，４の切り換えを行うのに、ボディ１の頂部には三方電磁弁１９が設けられている。この三方電磁弁１９は、スリーブ２０の上端を塞ぐようにスリーブ２０に固定されたコア２１と、スリーブ２０内を軸線方向に進退自在に配置されたプランジャ２２と、スリーブ２０の外側に配置されたコイル２３とを有している。コア２１の軸線位置には、冷媒通路が形成されており、その途中に弁座を構成する環状突起がコア２１と一体に形成されている。このコア２１内の冷媒通路の上端開口部はチューブ２４を介してポートＡに連通する高圧空間に接続されている。コア２１の冷媒通路内には、その環状突起に図の下側から対向して軸線方向に進退自在に配置されたニードル２５を有している。また、プランジャ２２の軸線位置には、ニードル２６が軸線方向に進退自在に配置されている。このニードル２６の下端部は、ボディ１の上部開口部を閉止するキャップ２７に形成された弁座に対向するようにしている。この弁座は、ピストン１８の上側の圧力室と下側のポートＤに連通する空間との間を連通する通路の途中に形成されている。キャップ２７は、また、スリーブ２０の下端部が嵌合されており、そのスリーブ２０の内部とピストン１８の圧力室とを連通する通路が形成されている。
【００２２】
コア２１およびプランジャ２２の外周には、その長手方向に沿って溝がそれぞれ形成されており、コア２１に形成された溝は、さらにコア２１内の環状突起の下側の空間と連通されている。そして、ニードル２５とコア２１との間には、スプリング２８が設けられていて、そのスプリング２８によってプランジャ２２およびニードル２５，２６は、下方に付勢されており、コイル２３への通電がないときには、ニードル２５はその弁座から離れ、ニードル２６はその弁座に着座している。
【００２３】
以上の構成の四方向切換弁において、図１に示したように、三方電磁弁１９が通電されていない、すなわちソレノイドオフ時の状態では、三方電磁弁１９のプランジャ２２はスプリング２８によって図の下方に付勢されていることにより、ニードル２５はその弁座から離れて、ポートＡに連通する高圧室は、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室と連通し、ニードル２６はその弁座に着座してピストン１８の上部の圧力室は、ポートＤに連通する低圧空間とは遮断されている。
【００２４】
これにより、ポートＡに供給された高圧冷媒は、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入され、ピストン１８を押し下げる。これにより、ピストン１８は、スリーブ２を押し下げて、弁体３をキャップ１４の端面に着座させ、弁体４を環状突起１６に着座させる。このとき、ポートＡより導入された高圧は、弁体３に対してその着座方向にかかるため、最も高圧の通路と最も低圧の通路との間のシールをより確実にしている。
【００２５】
その結果、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通することになる。つまり、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、冷房運転の動作モードになっている。
【００２６】
次に、ソレノイドオンになった直後は、三方電磁弁１９は、図２に示したように、そのプランジャ２２がコア２１に吸引されるため、ニードル２５，２６を図の上方へ移動させ、ニードル２５はその弁座に着座して、ポートＡからの高圧導入を遮断し、ニードル２６はその弁座から離れてピストン１８の上部の圧力室とポートＤに連通する低圧空間とを連通させるようになる。これにより、ピストン１８は、スリーブ２を押し下げる力が失われる。このとき、ガイド７の下面に高圧を受け、ガイド８の上面には低圧を受けているので、スリーブ２は上方へ押し上げられていく。このスリーブ２が上方へ移動開始すると、まず、最初に、ガイド６が環状突起１５に挿入されてポートＡとポートＢとの間の弁孔を塞ぎ、同様に、ガイド８がガイド１７の中央孔に挿入されてポートＣとポートＤとの間の弁孔を塞ぐ。これらガイド６，８の挿入開始時点では、未だ、もう一方のガイド５はキャップ１４に嵌まっていてポートＢとポートＤとの間は閉じられており、ガイド７も環状突起１６に嵌まっていてポートＡとポートＣとの間は閉じられている。つまり、すべてのポートＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、閉じられた状態になる。
【００２７】
スリーブ２がさらに上昇すると、ガイド５は弁体３を伴って上昇し、弁体３がキャップ１４から離れ、さらに上昇してガイド５がキャップ１４から抜けた時点でポートＢとポートＤとの間が連通する。一方、ガイド７も弁体４を上昇させて環状突起１６から離し、ガイド７が環状突起１６から抜けた時点で今度はガイド８がオリフィス１３を介して高圧を受けて上昇し、この上昇は、弁体４がガイド１７に着座することで停止して、図２に示したような状態になる。これにより、ポートＡとポートＣとの間は連通し、かつ、弁体４はガイド８が上向き方向に高圧がかることでガイド７により押し上げられて、シールをより確実なものにしている。なお、このとき、弁体４が着座しても、ガイド８が高圧を受けているので、スリーブ２は、弁体４をガイド１７に残してさらに上昇しようとするが、この上昇は、弁体３が環状突起１５に着座することによって停止され、その移動差はスプリング１０によって吸収される。このように、弁体３，４は、同時着座をなくして個々に着座させるようにし、かつそれぞれにスプリング９，１０によるクッション性を持たせることで、構成部材の加工精度、組立公差などの問題で片方がシール不良を起こす可能性を排除している。
【００２８】
この結果、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、自動車用冷暖房システムは、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００２９】
このように、動作モードの切り換えに際しては、三方電磁弁１９がピストン１８の上部の圧力室に高圧冷媒を導入することで弁体３，４を押し下げ、三方電磁弁１９がピストン１８の上部の圧力室をポートＤに連通させて低圧にするとともに、ガイド６よりもガイド７，８の受圧面積を大きくすることでガイド８が弁体３，４を押し上げるようにしている。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図３において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３１】
この第２の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、外側のボディ構造を違えてある。すなわち、この第２の実施の形態に係る四方向切換弁は、ボディ部分を樹脂ボディ３０で形成し、この樹脂ボディ３０の外側を金属ボディ３１で覆っている。樹脂ボディ３０は、耐熱性のある樹脂で作られている。この樹脂としては、たとえば、自動車用冷暖房システムの冷媒として二酸化炭素を使用した場合には、コンプレッサから吐出される冷媒の最高温度が約１７０℃程度になるので、これより耐熱温度の高いポリフェニレンサルファイド樹脂が使用される。このように、ボディ部分の内部を樹脂ボディ３０にしたことにより、ポート間の熱伝導を抑え、四方向切換弁内の熱損失を低減させている。また、外側を金属ボディ３１にしたことで、耐圧性を確保している。
【００３２】
また、好ましくは、冷媒通路に存在する弁体３，４およびガイド１７を樹脂製とし、さらに、スリーブ２を樹脂ライニング３２で内張りするとよい。そして、この実施の形態では、冷媒配管を接続するための継手３３を金属ボディ３１に螺着した構成を示している。
【００３３】
なお、この実施の形態では、弁体４は、ガイド８との当接面位置に圧力を導入するオリフィスを特に形成していないが、スリーブ２とこれに軸線方向に摺動自在に設けられた弁体４との間に存在するクリアランスがオリフィス１３の機能を果たしている。したがって、ポートＡからポートＣに連通する空間に高圧の冷媒が導入されたときは、スリーブ２と弁体４との間のクリアランスを介してガイド８が高圧を受圧し、そのガイド８がスリーブ２および弁体３，４を押し上げる作用をすることになる。
【００３４】
図４は本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図５は本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図４および図５において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３５】
この第３の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、弁体３，４をそれぞれ同一寸法で構成し、弁体３，４を押し上げる力をスプリング３５によって得るようにしている。
【００３６】
すなわち、スリーブ２とピストン１８とをシャフト３６で連結し、ガイド１７とピストン１８との間にスプリング３５を配置し、スプリング３５がピストン１８を図の上方へ付勢することで、ピストン１８に連結されたスリーブ２およびこのスリーブ２に支持された弁体３，４を図の上方へ付勢している。
【００３７】
以上の構成の四方向切換弁において、図４に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入され、スプリング３５の付勢力に打ち勝ってピストン１８を図の下方へ押し下げる。
【００３８】
これにより、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００３９】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図５に示したように、ピストン１８の上部の圧力室は低圧になるため、ピストン１８はその駆動力を失う。その結果、スプリング３５がピストン１８を図の上方へ押し上げ、ピストン１８に連結されたスリーブ２およびこのスリーブ２に支持された弁体３，４が図の上方へ押し上げられる。
【００４０】
これにより、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００４１】
図６は本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図７は本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図６および図７において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００４２】
この第４の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、ピストン１８の上下部に圧力室を形成し、これらの圧力室に、三方電磁弁１９が高圧の冷媒を選択的に導入することでピストン１８を動かして、弁体３，４を駆動するようにしている。
【００４３】
すなわち、弁体４の弁座を構成するガイド１７とピストン１８との間にガイド４０を配置してピストン１８の下部に圧力室を構成している。また、ボディ１およびそのキャップ２７には、冷媒通路４１，４２を形成して、三方電磁弁１９に高圧冷媒を導入するようにし、三方電磁弁１９の一方の出口は、ニードル２６によって開閉される弁孔を介してピストン１８の上部の圧力室に連通し、他方の出口は、ニードル２５によって開閉される弁孔およびチューブ２４を介してピストン１８の下部の圧力室に連通するように構成されている。また、ピストン１８は、その軸線位置に上部が閉止された冷媒通路４３を有し、さらに、この冷媒通路４３とピストン１８の上下部の圧力室との間を連通するように小径の連通路がそれぞれ形成されていて、それらの連通路には、ピストン１８の上下部の圧力室の圧力を受けてそれらの連通路を閉止する弁体４４，４５が設けられている。これらの弁体４４，４５は、対抗するように配置されていて、一方がその連通路を閉じるように動作した時には、それに連動して他方がその連通路を開け、他方がその連通路を閉じるように動作した時には、それに連動して一方がその連通路を開けるように動作する。さらに、ピストン１８は、そのガイド４０を介して図の下方へ突出した下端部がシャフト３６によってスリーブ２と連結されている。
【００４４】
なお、この第４の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１ないし第３の実施の形態に係る四方向切換弁のポート配置と異なり、ポートＢおよびポートＣの配置が逆になっている。
【００４５】
以上の構成の四方向切換弁において、図６に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２、三方電磁弁１９およびチューブ２４を介してピストン１８の下部の圧力室に導入され、ピストン１８を図の上方へ押し上げる。このとき、ピストン１８の下部の圧力室の圧力が弁体４５を付勢してピストン１８の下部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との連通を遮断し、弁体４５が弁体４４を付勢してピストン１８の上部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との間を連通させている。
【００４６】
これにより、ピストン１８がスリーブ２を持ち上げて、２つの三方切換弁を切り換え、ポートＡをポートＢと連通させ、ポートＣをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００４７】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図７に示したように、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入され、ピストン１８を図の下方へ押し下げる。このとき、ピストン１８の上部の圧力室の圧力が弁体４４を付勢してピストン１８の上部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との連通を遮断し、弁体４４が弁体４５を付勢してピストン１８の下部の圧力室と低圧の冷媒通路４３との間を連通させている。
【００４８】
これにより、ピストン１８がスリーブ２を押し下げて、２つの三方切換弁を切り換え、ポートＡをポートＣと連通させ、ポートＢをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００４９】
図８は本発明の第５の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図８において、図６に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５０】
この第５の実施の形態に係る四方向切換弁は、第４の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、ピストン１８に設けられた弁体４４，４５の機能をオリフィスによって構成している点で相違する。
【００５１】
すなわち、ピストン１８は、その軸線位置に形成された冷媒通路４３と上部の圧力室とを連通するオリフィス４６を有し、ガイド４０は、ピストン１８の下部の圧力室とポートＤの低圧空間とを連通するオリフィス４７を有している。
【００５２】
この構成の四方向切換弁において、図８に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２、三方電磁弁１９およびチューブ２４を介してピストン１８の下部の圧力室に導入される。このとき、ピストン１８の下部の圧力室は、冷媒がオリフィス４７を介してポートＤの低圧空間に微少漏れするが、高圧導入量の方が大きいので、高圧が維持され、一方、高圧の導入が遮断されたピストン１８の上部の圧力室は、冷媒がオリフィス４６を介してポートＤの低圧空間に微少漏れすることで、その圧力が低下していく。これにより、ピストン１８は図の上方へ押し上げられる。
【００５３】
ピストン１８がスリーブ２を持ち上げることで２つの三方切換弁を切り換えて、ポートＡをポートＢと連通させ、ポートＣをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになって、冷房運転の動作モードとなる。
【００５４】
一方、ソレノイドオンの状態になると、ポートＡの高圧が、冷媒通路４１，４２および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入される。このとき、ピストン１８の上部の圧力室は、冷媒がオリフィス４６を介してポートＤの低圧空間に微少漏れするが、高圧導入量の方が大きいので、高圧が維持され、一方、高圧の導入が遮断されたピストン１８の下部の圧力室は、冷媒がオリフィス４７を介してポートＤの低圧空間に微少漏れすることで、その圧力が低下していく。これにより、ピストン１８は図の下方へ押し下げられる。
【００５５】
これにより、ピストン１８がスリーブ２を押し下げることで２つの三方切換弁を切り換え、ポートＡをポートＣと連通させ、ポートＢをポートＤと連通させる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００５６】
図９は本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第１の切換状態を示す縦断面図、図１０は本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第２の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図９および図１０において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００５７】
この第６の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、弁体３，４を押し下げるために構成したピストン１８および三方電磁弁１９と同じ構成をボディ１の反対側の端に構成して弁体３，４を押し上げるようにした点で異なる。
【００５８】
すなわち、ボディ１の図の下端側に、ピストン５０および三方電磁弁５１を設け、その三方電磁弁５１とポートＡに連通する高圧空間とをチューブ５２で接続している。このチューブ５２は、また、三方電磁弁１９にも接続されている。
【００５９】
以上の構成の四方向切換弁において、図９に示したように、上方の三方電磁弁１９が通電されていないソレノイドオフ、下方の三方電磁弁５１が通電されているソレノイドオン時の状態では、上方の三方電磁弁１９は、ピストン１８の上部の圧力室をポートＡに連通させて高圧にし、下方の三方電磁弁５１は、ピストン５０の下部の圧力室をポートＤに連通させて低圧にすることで、ピストン１８がスリーブ２を押し下げる。これにより、弁体３，４が押し下げられて、ポートＡがポートＢと連通し、ポートＣがポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００６０】
次に、図１０に示したように、上方の三方電磁弁１９および下方の三方電磁弁５１の通電状態を切り換えて、上方の三方電磁弁１９を通電し、下方の三方電磁弁５１を非通電にすると、上方の三方電磁弁１９は、ピストン１８の上部の圧力室をポートＤに連通させて低圧にし、下方の三方電磁弁５１は、ピストン５０の下部の圧力室をポートＡに連通させて高圧にする。これにより、ピストン５０がスリーブ２を押し上げるので、弁体３，４が押し上げられて、ポートＡがポートＣと連通し、ポートＢがポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わる。
【００６１】
図１１は本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図１２は本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１１および図１２において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６２】
この第７の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、低圧冷媒通路の構造を違えてある。すなわち、この第７の実施の形態に係る四方向切換弁は、弁体３，４およびガイド５，６，７，８を駆動棒５５に保持し、この駆動棒５５の両端の空間、すなわちガイド５を軸線方向に案内するためのガイドと冷媒通路とを構成するようキャップ１４に設けられた凹部の空間と、ガイド１７とピストン１８とによって形成された空間との間をチューブ５６にて接続している。
【００６３】
以上の構成の四方向切換弁において、図１１に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入されると、ピストン１８が図の下方へ押し下げられる。
【００６４】
これにより、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００６５】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図１２に示したように、ピストン１８の上部の圧力室が低圧に切り換えられ、駆動棒５５に固定されたガイド７，８がガイド６より大きな圧力を受圧する。
【００６６】
これにより、駆動棒５５が図の上方へ押し上げられて、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢはチューブ５６を介してポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００６７】
図１３は本発明の第８の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１３において、図１１および図１２に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００６８】
この第８の実施の形態に係る四方向切換弁は、第７の実施の形態に係る四方向切換弁と内部構造が同一で、動作も同一であるが、ボディ１の形状を変えてこの四方向切換弁内の熱損失を低減させている。
【００６９】
すなわち、この第８の実施の形態に係る四方向切換弁は、ボディ１の低圧通路と高圧通路との間に外周部から切り込みを入れることで形成した肉盗み５７を備えている。これにより、高温の冷媒が通過する高圧通路から低温の冷媒が通過する低圧通路との間の熱抵抗が増加するため、高圧通路からボディ１を介して低圧通路へ熱が伝わりにくくなり、この四方向切換弁内における熱損失を低減することができる。
【００７０】
図１４は本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図、図１５は本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１４および図１５において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７１】
この第９の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、スリーブ２に取り付けられる弁体３，４およびガイド５，６，７，８を一体化し、スプリング９，１０の機能を、弁閉時におけるシール性の向上のために新たに設けたシールリングに持たせるようにした点で異なる。
【００７２】
すなわち、この第９の実施の形態に係る四方向切換弁は、スリーブ２に２つのプラグ６０，６１が固着され、キャップ１４、環状突起１５，１６およびガイド１７に着座する部分にはシールリング６２，６３，６４，６５が嵌め込まれている。プラグ６０，６１は、キャップ１４、環状突起１５，１６およびガイド１７とともに弁を構成する大径部と、軸線方向両端に突出していてスリーブ２およびプラグ６０，６１の軸線方向の動きをガイドしながら弁孔を開閉するようにした小径部とが一体に形成されている。シールリング６２，６３，６４，６５は、プラグ６０，６１にその着座面より突出するように嵌め込まれており、弾力性のある材料、たとえばゴム、ポリテトラフルオロエチレンなどの材料によって形成される。これにより、着座部分の加工精度を上げることなく、弁閉時におけるシール性を向上させることが可能になるとともに、プラグ６０，６１が異なるタイミングで着座するときに先に着座した方が大きく圧縮変形されることで後に着座する方が着座のために移動する移動量を弾力性で吸収するようにしている。
【００７３】
以上の構成の四方向切換弁において、図１４に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートＡの高圧が、チューブ２４および三方電磁弁１９を介してピストン１８の上部の圧力室に導入されると、ピストン１８が図の下方へ押し下げられる。
【００７４】
これにより、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣはポートＤと連通する。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【００７５】
次に、ソレノイドオンの状態になると、図１５に示したように、ピストン１８は、その上部の圧力室が三方電磁弁１９により低圧に切り換えられることで、スリーブ２を図の下方へ押し下げる力を失い、スリーブ２は、それに固着されたプラグ６１がプラグ６０より大きな圧力を受圧することで、図の上方へ押し上げられるようになる。
【００７６】
これにより、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢはポートＤと連通するようになる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換わることになる。
【００７７】
図１６は本発明の第１０の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。なお、この図１６において、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００７８】
この第１０の実施の形態に係る四方向切換弁は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、内部の基本構造および動作が同一であるが、冷媒が通過する通路を断熱構造にするとともに、弁閉時における弁体のシール性を向上させた構成にしている点で異なる。
【００７９】
まず、冷媒が通過する通路を断熱構造にした点に関しては、ボディ１の内壁にその内径に応じて分割された複数の樹脂スリーブ７０，７１，７２，７３が内設され、ポートＡの冷媒通路にも樹脂スリーブ７４が内設されている。また、弁体３，４を保持しているガイド一体型の中空の駆動棒７５にも、その中央の冷媒通路に樹脂スリーブ７６が内設されている。このように冷媒が通過する通路を断熱することで、ボディ１を介して熱が伝導するのを抑制することができ、ボディ１がたとえばアルミニウムのような熱伝導の良好な材料で作られる場合に、四方向切換弁内での熱損失低減に有効である。樹脂スリーブ７０，７１，７２，７３，７４としては、たとえばポリフェニレンサルファイド樹脂を使用することができる。
【００８０】
次に、弁閉時におけるシール性向上に関しては、キャップ１４、環状突起１５，１６およびガイド１７に弾力性のある断面角状のシールリング７７，７８，７９，８０が嵌め込まれている。これにより、シールリング７７，７８，７９，８０は、弁体３，４の着座時に加圧変形されて弁体３，４とその弁座との間を気密状態に閉止することができ、着座部分の加工精度を上げることなく、弁閉時におけるシール性を向上させることが可能になる。これらのシールリング７７，７８，７９，８０は、たとえばゴム、ポリテトラフルオロエチレンなどの材料によって形成することができる。
【００８１】
なお、ガイド一体型の駆動棒７５は、その上端にガイド８がかしめ加工により固着されており、そのガイド８の中央開口部には、スリーブ８１が圧入により固着されている。そのスリーブ８１は、一部が開口されていて、ポートＤの空間と連通するようになっている。
【００８２】
また、第１の実施の形態に係る四方向切換弁では、ボディ１の上部開口部をキャップ２７で閉止し、そのキャップ２７に、ピストン１８の上部の圧力室とポートＤの空間との間を連通または閉塞するニードル弁の弁座とピストン１８の軸線位置における冷媒通路とを一体に形成していたが、この実施の形態では、２部品に分けて構成してある。すなわち、ボディ１の上部開口部は、キャップ８２によって閉止され、その外周部には筒状の垂下部が設けられ、そこにピストン１８を収容するようにしている。キャップ８２の中央部には、軸線上に弁孔および冷媒通路を有する低圧連通部材８３の上方部分が嵌合され、その下方部分は、ピストン１８の中央部を気密状態で貫通した構成を有している。
【００８３】
以上、本発明をその好適な実施の形態について詳述したが、本発明は、それらの実施の形態にのみ限定されるものではない。たとえば、上記の第１ないし第１０の実施の形態では、２つの三方切換弁の軸線方向外側に配置された低圧のポートＤを、中空のスリーブ２またはボディの外側で配管したチューブ５６によって連通させるようにしたが、ボディ１内にポートＡ〜Ｄの開口部を避けて長手方向に通路を形成することによって連通させるようにしてもよい。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、２つの三方切換弁とこれらを駆動するピストンとを筒状のボディ内に同軸上に配置する構成にした。これにより、全体構造がシンプルかつコンパクトになり、しかもボディの加工が１軸加工で済むため、製品コストを低減することができる。
【００８５】
また、２つの三方切換弁の弁体は、切り換え動作時に先に着座した一方の三方切換弁の弁体が他方の三方切換弁の弁体の着座のためにさらに着座方向に移動する移動量をスプリングまたは弾力性を有するシール部材で吸収するようにして、双方の弁体が同時に着座しない構成にした。これにより、部材の加工精度、組立公差、熱膨張差などによる弁閉時におけるシール不良を排除している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第１の切換状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る四方向切換弁の第２の切換状態を示す縦断面図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１２】本発明の第７の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１３】本発明の第８の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１５】本発明の第９の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１６】本発明の第１０の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図１７】四方向切換弁を使用した冷暖房システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
１ ボディ
２ スリーブ
３，４ 弁体
５，６，７，８ ガイド
９，１０ スプリング
１１，１２ Ｏリング
１３ オリフィス
１４ キャップ
１５，１６ 環状突起
１７ ガイド
１８ ピストン
１９ 三方電磁弁
２０ スリーブ
２１ コア
２２ プランジャ
２３ コイル
２４ チューブ
２５，２６ ニードル
２７ キャップ
２８ スプリング
３０ 樹脂ボディ
３１ 金属ボディ
３２ 樹脂ライニング
３３ 継手
３５ スプリング
３６ シャフト
４０ ガイド
４１，４２，４３ 冷媒通路
４４，４５ 弁体
４６，４７ オリフィス
５０ ピストン
５１ 三方電磁弁
５２ チューブ
５５ 駆動棒
５６ チューブ
５７ 肉盗み
６０，６１ プラグ
６２，６３，６４，６５ シールリング
７０，７１，７２，７３，７４ 樹脂スリーブ
７５ 駆動棒
７６ 樹脂スリーブ
７７，７８，７９，８０ シールリング
８１ スリーブ
８２ キャップ
８３ 低圧連通部材
Claims (16)
- 第１のポートに導入された流体を第２のポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出する第２の状態とを切り換える四方向切換弁であって、
前記第２のポートを前記第１のポートまたは前記第４のポートに連通するよう切り換える第１の三方切換弁と、
前記第３のポートを前記第４のポートまたは前記第１のポートに連通するよう前記第１の三方切換弁と一体となって切り換え動作する第２の三方切換弁と、
前記第１の三方切換弁の弁体と前記第２の三方切換弁の弁体とを同時に駆動するピストンと、
が筒状のボディ内に同軸上に配置された四方向切換弁において、
前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁は、軸線位置に配置された駆動棒に軸線方向にそれぞれ摺動自在に保持されていてそれぞれ軸線方向両側に配置された前記第１のポートおよび前記第４のポートに連通する通路に開口された弁孔を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向両側の着座面よりそれぞれ軸線方向外側に突出して前記駆動棒に固定されていて前記弁体の着座に先立って前記弁孔に挿入されて弁閉させるとともに前記弁体の軸線方向の摺動範囲を規制するガイドと、前記弁体をその軸線方向外側に配置された前記ガイドに当接する方向に付勢するスプリングとを、それぞれ有していることを特徴とする四方向切換弁。 - 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁の間に前記第１のポートに連通する高圧空間が配置され、前記駆動棒の軸線方向外側に前記第４のポートに連通する低圧空間が配置され、前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁の前記弁体が収容されている空間が前記第２のポートおよび前記第３のポートにそれぞれ連通されていることを特徴とする請求項１記載の四方向切換弁。
- 前記駆動棒は、中空のスリーブにより構成されて軸線方向外側に配置された空間を共に前記第４のポートに連通するようにしたことを特徴とする請求項２記載の四方向切換弁。
- 前記駆動棒の軸線方向外側に配置された空間をチューブで配管するかまたは前記ボディ内に形成した通路により互いに連通させて前記第４のポートにそれぞれ連通させるようにしたことを特徴とする請求項２記載の四方向切換弁。
- 前記ピストンの前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁が配置されている側と反対の側に配置された圧力室を前記第１のポートまたは前記第４のポートに選択的に連通させ、前記圧力室と前記第１のポートとが連通したときに前記ピストンが移動する第１の方向に前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を駆動して前記第１の状態に切り換える三方電磁弁を備えていることを特徴とする請求項２記載の四方向切換弁。
- 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁の前記ピストンに近い側に配置された一方が受圧する面積を他方が受圧する面積より大きく設定し、前記三方電磁弁が前記圧力室と前記第４のポートとを連通させたときに受圧面積の差により発生する駆動力で前記ピストンを前記第１の方向と反対の第２の方向に駆動して前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を前記第２の状態に切り換えることを特徴とする請求項５記載の四方向切換弁。
- 前記三方電磁弁が前記圧力室と前記第４のポートとを連通させたときに前記第１の三方切換弁、前記第２の三方切換弁および前記ピストンを前記第１の方向と反対の第２の方向に駆動して前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を前記第２の状態に切り換える別のスプリングを備えていることを特徴とする請求項５記載の四方向切換弁。
- 前記ピストンの軸線方向両側に第１の圧力室および第２の圧力室と、前記第１のポートを前記第１の圧力室または前記第２の圧力室に選択的に連通させ、前記第１のポートに導入された流体を前記第１の圧力室または前記第２の圧力室に選択的に導入することにより前記ピストンが前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を軸線方向に駆動して前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を前記第１の状態または前記第２の状態に切り換える三方電磁弁とを備えていることを特徴とする請求項２記載の四方向切換弁。
- 前記ピストンは、前記第１の圧力室と前記第４のポートに連通した低圧通路との間に設けた第１のオリフィスを開閉する第１の開閉弁と、前記第２の圧力室と前記低圧通路との間に設けた第２のオリフィスを開閉する第２の開閉弁とを備え、前記第１の開閉弁は前記第１の圧力室が高圧のとき閉じるとともにその閉じ動作に連動して前記第２の開閉弁が開き、前記第２の開閉弁は前記第２の圧力室が高圧のとき閉じるとともにその閉じ動作に連動して前記第１の開閉弁が開くように配置されていることを特徴とする請求項８記載の四方向切換弁。
- 前記ピストンは、前記第１の圧力室と前記第４のポートに連通した低圧通路との間に第１のオリフィスを設け、前記第２の圧力室と前記低圧通路とを隔離する部材に第２のオリフィスを設けたことを特徴とする請求項８記載の四方向切換弁。
- 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁の前記ピストンが配置された側と反対の側に配置されて前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を前記第１の方向と反対の第２の方向に駆動する第２のピストンと、前記第２のピストンの前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁が配置された側と反対の側に配置された第２の圧力室を前記第１のポートまたは前記第４のポートに選択的に連通させ、前記第２の圧力室と前記第１のポートとが連通したときに前記第２のピストンが前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を前記第２の方向に駆動して前記第２の状態に切り換える第２の三方電磁弁とを備えていることを特徴とする請求項５記載の四方向切換弁。
- 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁は、それらの前記弁体が着座する部分にシール部材が介挿配置されていることを特徴とする請求項１記載の四方向切換弁。
- 第１のポートに導入された流体を第２のポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出する第２の状態とを切り換える四方向切換弁であって、
前記第２のポートを前記第１のポートまたは前記第４のポートに連通するよう切り換える第１の三方切換弁と、
前記第３のポートを前記第４のポートまたは前記第１のポートに連通するよう前記第１の三方切換弁と一体となって切り換え動作する第２の三方切換弁と、
前記第１の三方切換弁の弁体と前記第２の三方切換弁の弁体とを同時に駆動するピストンと、
前記第１の三方切換弁、前記第２の三方切換弁および前記ピストンをこの順序で同軸上に配置した筒状のボディと、
前記ピストンの前記第１の三方切換弁が配置されている側と反対の側に配置された圧力室を前記第１のポートまたは前記第４のポートに選択的に連通させ、前記圧力室と前記第１のポートとが連通したときに前記ピストンが移動する第１の方向に前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を駆動して前記第１の状態に切り換える三方電磁弁と、
を備えた四方向切換弁において、
前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁は、軸線位置に配置された駆動棒にそれぞれ固定されていてそれぞれ軸線方向両側に配置された前記第１のポートおよび前記第４のポートに連通する通路に開口された弁孔を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向両側の着座面よりそれぞれ軸線方向外側に突出して前記駆動棒に固定されていて前記弁体の着座に先立って前記弁孔に挿入されて弁閉させるガイドと、前記弁体が着座する部分に配置された弾力性を有するシール部材とをそれぞれ有し、
前記第２の三方切換弁が受圧する面積を前記第１の三方切換弁が受圧する面積より大きく設定し、前記三方電磁弁が前記圧力室と前記第４のポートとを連通させたときに受圧面積の差により発生する駆動力で前記ピストンを前記第１の方向と反対の第２の方向に駆動して前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を前記第２の状態に切り換える、
ようにしたことを特徴とする四方向切換弁。 - 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁の前記弁体および前記ガイドは一体に形成されていることを特徴とする請求項１３記載の四方向切換弁。
- 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を収容している前記筒状のボディは、内側を樹脂ボディ、外側を金属ボディの２重構造にしたことを特徴とする請求項１または１３記載の四方向切換弁。
- 前記第１の三方切換弁および前記第２の三方切換弁を収容している前記筒状のボディは、低圧通路と高圧通路との間に肉盗みを設けて熱伝導を抑制したことを特徴とする請求項１または１３記載の四方向切換弁。
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