JP4572517B2

JP4572517B2 - 四路切換弁

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Publication number: JP4572517B2
Application number: JP2003286403A
Authority: JP
Inventors: 義則北村; 博文平出; 善貴山本
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2003-08-05
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2023-08-05
Also published as: JP2005054894A

Description

本発明は、四路切換弁、特に、空気調和装置に用いられる四路切換弁に関する。

従来、空気調和装置の冷媒配管系統は、銅管で各種機能部品や圧力容器を接続して構成されている。このように、銅管を用いて冷媒配管系統を構成する場合には、人手による作業を中心とした銅管の曲げ加工、端末加工やろう付け等の多くの製造工程が必要となるため、製造コストが高い。また、銅管を用いる場合、その最小曲げ半径の制約等により、空気調和装置内において冷媒配管系統が占有する容積のコンパクト化が限界に達している。特に、空気調和装置において冷暖房運転の切換のために用いられる四路切換弁には、複数の銅管を接続しなければならず、冷媒配管系統を複雑化する要因となっている。

これに対して、凹凸部が成形された１対のプレート部材を貼り合わせて接合することによって内部に冷媒が流れる配管系統が形成された冷媒配管系統部品（以下、プレート形冷媒配管系統部品とする）を構成するとともに、プレート部材間に、電磁コイルで駆動される４つの２方弁からなるブリッジ回路を四路切換弁として組み込む方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

前記の方法で得られたプレート形冷媒配管系統部品は、冷媒配管系統がユニット化されるため、銅管で各種機能部品や圧力容器を接続する場合に比べて、製造工程数が減少されるという利点がある。

しかし、このプレート形冷媒配管系統部品に組み込まれたブリッジ回路を構成する４つの２方弁は、それぞれ、プレート形冷媒配管系統部品を構成する１対のプレート部材間に弁座を有するシリンダ（以下、弁本体とする）と弁本体内に配置された弁体とから構成されている。このため、プレート形冷媒配管系統部品を構成するプレート部材の内面と弁本体の外周面とに隙間ができてしまい、プレート形冷媒配管系統部品の完成後に、冷媒の内部漏れを生じてしまうおそれがある。このような内部漏れを生じると、空気調和装置の性能にも悪影響を及ぼすことになる。また、この四路切換弁の構造では、４つの２方弁のそれぞれに電磁コイルや弁本体を設けなければならず、部品点数も多くなってしまうため、コスト増加を生じてしまう。さらに、この四路切換弁の構造では、４つの２方弁を平面的に配置することになるため、サイズが大きくなってしまう。

このように、４つの２方弁を用いたブリッジ回路によって構成された四路切換弁は、プレート形冷媒配管系統部品に組み込む際に、冷媒の内部漏れ、部品点数の増加やサイズが大きくなるという問題が生じてしまうため、プレート形冷媒配管系統部品への組み込みが容易でない。
特開昭５９−２１９６７５号公報

本発明の課題は、プレート形冷媒配管系統部品への組み込みが容易な四路切換弁を提供することにある。

請求項１に記載の四路切換弁は、２つの弁体と弁本体とを備えている。弁体は、電磁コイルにより駆動される。弁本体は、４以上のプレート部材を貼り合わせて接合することによりプレート部材間に形成された複数の冷媒流路と、プレート部材に冷媒流路間を連通させる孔を開けることにより形成され弁体が離反又は当接して冷媒流路間の連通又は遮断を可能にする４つの弁座とを有している。そして、２つの弁体の一方は、４つの弁座のうちの２つに対して、一方の弁座から離反し、かつ、他方の弁座に当接することが可能である。また、２つの弁体の他方は、４つの弁座のうちの残りの２つに対して、一方の弁座から離反し、かつ、他方の弁座に当接することが可能である。さらに、弁本体は、他の１対のプレート部材を貼り合わせて接合することによって内部に冷媒が流れる冷媒配管系統が形成されたプレート形冷媒配管系統部品に接合されている。

この四路切換弁では、貼り合わせて接合された４以上のプレート部材によって冷媒流路と弁座とを有する弁本体が構成されているため、従来の１対のプレート部材間に弁本体を配置する構造のように、プレート部材の内面と弁本体の外周面との隙間から冷媒の内部漏れを生じることがない。しかも、各プレート部材間に冷媒流路が形成された多層構造になっているため、従来の４つの２方弁を用いたブリッジ回路からなる構造に比べて、サイズを小さくすることができる。これにより、プレート形冷媒配管系統部品への組み込みが容易になる。また、この四路切換弁では、弁座の数よりも弁体の数を減らすことができるため、電磁コイルの数を減らすことができる。さらに、この四路切換弁では、弁本体（すなわち、四路切換弁）とプレート形冷媒配管系統部品とが別々に組み立てることができるため、四路切換弁を構成する４以上のプレート部材間の接合については、それに最も適した接合方法を選択することができ、また、プレート形冷媒配管系統部品を構成する１対のプレート部材間の接合については、それに最も適した接合方法を選択することができる。これにより、四路切換弁及びプレート形冷媒配管系統部品をそれぞれ効率よく製造することができるようになるため、四路切換弁をプレート形冷媒配管系統部品に容易に組み込むことができる。

請求項２に記載の四路切換弁は、請求項１において、弁本体とプレート形冷媒配管系統部品とは、レーザー溶接によって接合されている。

この四路切換弁では、弁本体とプレート形冷媒配管系統部品との接合による弁体への熱影響が小さくなるため、弁体の材料として、例えば、樹脂のような耐熱性の低い材料を含む種々の材料を使用できる。

請求項３に記載の四路切換弁は、請求項１又は２において、弁本体を構成する４以上のプレート部材は、レーザー溶接によって接合されている。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

請求項１にかかる発明では、貼り合わせて接合された４以上のプレート部材によって冷媒流路と弁座とを有する弁本体が構成されているため、従来の１対のプレート部材間に弁本体を配置する構造のように、プレート部材の内面と弁本体の外周面との隙間から冷媒の内部漏れを生じてしまうことがなく、しかも、各プレート部材間に冷媒流路が形成された多層構造になっているため、従来の４つの２方弁を用いたブリッジ回路からなる構造に比べて、サイズを小さくすることができるため、プレート形冷媒配管系統部品への組み込みが容易になる。また、４つの弁座のうち、２つの弁座に対して離反又は当接することが可能な弁体を有しているため、電磁コイルの数を減らすことができる。さらに、弁本体（すなわち、四路切換弁）とプレート形冷媒配管系統部品とが別々に組み立てることができるため、四路切換弁を構成する４以上のプレート部材間の接合、及び、プレート形冷媒配管系統部品を構成する１対のプレート部材間の接合のそれぞれについて、最も適した接合方法を選択することができるため、四路切換弁及びプレート形冷媒配管系統部品をそれぞれ効率よく製造することができるようになり、四路切換弁をプレート形冷媒配管系統部品に容易に組み込むことができる。

請求項２にかかる発明では、弁本体とプレート形冷媒配管系統部品とが、レーザー溶接によって接合されているため、弁本体とプレート形冷媒配管系統部品との接合による弁体への熱影響が小さくなり、弁体の材料として、種々の材料を使用できる。

請求項３にかかる発明では、弁本体を構成する４以上のプレート部材が、レーザー溶接によって接合されているため、弁本体とプレート形冷媒配管系統部品との接合による弁体への熱影響が小さくなり、弁体の材料として、種々の材料を使用できる。

以下、本発明の四路切換弁の実施形態について、図面に基づいて説明する。

（１）空気調和装置の冷媒回路の構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる空気調和装置１の概略冷媒回路を示す図である。空気調和装置１は、冷房運転及び暖房運転が可能であり、主に、利用側熱交換器５１と、圧縮機２１と、四路切換弁２２と、熱源側熱交換器２３と、膨張回路２４とを備えており、これらの機器が冷媒配管を介して接続されて冷媒回路１ａを構成している。また、本実施形態において、空気調和装置１は、分離型の空気調和装置であり、主に、利用側熱交換器５１を有する利用ユニット３と、圧縮機２１と四路切換弁２２と熱源側熱交換器２３と膨張回路２４とを有する熱源ユニット２と、両ユニット２、３間を接続する液冷媒連絡管４及びガス冷媒連絡管５とから構成されている。そして、熱源ユニット２と冷媒連絡管４、５とは、熱源ユニット２に設けられた液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６を介して接続されている。

圧縮機２１は、低圧のガス冷媒を圧縮して吐出するための機器であり、その吸入側が圧縮機吸入管８を介して四路切換弁２２に接続されており、吐出側が圧縮機吐出管９を介して四路切換弁２２に接続されている。圧縮機吸入管８には、圧力センサ２７が接続されている。また、圧縮機吐出管９には、圧力スイッチ２８、逆止弁２９及びマフラー３０が接続されている。

四路切換弁２２は、冷房運転と暖房運転との切り換えに使用される弁であり、冷房運転時には圧縮機吐出管９と熱源側熱交換器２３のガス側に接続された第１ガス冷媒管１０とを接続するとともに圧縮機吸入管８とガス側閉鎖弁２６に接続された第２ガス冷媒管１１とを接続する機能と、暖房運転時には圧縮機吐出管９と第２ガス冷媒管１１とを接続するとともに圧縮機吸入管８と第１ガス冷媒管１０とを接続する機能とを有している。第２ガス冷媒管１１には、フィルタ３１が接続されている。

熱源側熱交換器２３は、室外空気や水を熱源として冷媒を凝縮又は蒸発させるための熱交換器である。

利用側熱交換器５１は、室内空気と冷媒との熱交換を行って、室内空気を冷却又は加熱するための熱交換器である。

膨張回路２４は、利用側熱交換器５１と熱源側熱交換器２３との間に接続されており、ブリッジ回路３２と、ブリッジ回路３２に接続される連絡回路３３とから構成されている。具体的には、膨張回路２４は、液側閉鎖弁２５に接続された第１液冷媒管１２と、熱源側熱交換器２３に接続された第２液冷媒管１３とに接続されている。第１液冷媒管１２には、フィルタ３４が接続されている。

ブリッジ回路３２は、第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３に接続されており、第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３の一方から連絡回路３３を介して第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３の他方へ冷媒を流通させることが可能である。具体的には、ブリッジ回路３２は、冷房運転時には、第２液冷媒管１３（すなわち、熱源側熱交換器２３側）からの冷媒を連絡回路３３に流入させた後、連絡回路３３を介して、第１液冷媒管１２（すなわち、利用側熱交換器５１側）に冷媒を流通させることが可能である。また、ブリッジ回路３２は、暖房運転時には、第１液冷媒管１２からの冷媒を連絡回路３３に流入させた後、連絡回路３３を介して、第２液冷媒管１３に冷媒を流通させることが可能である。ブリッジ回路３２は、第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３と連絡回路３３の入口とに接続された流入回路３５と、第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３と連絡回路３３の出口とに接続された流出回路３６とから構成されている。流入回路３５は、第１液冷媒管１２から連絡回路３３への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３５ａと、第２液冷媒管１３から連絡回路３３への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３５ｂとを有しており、第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３の一方から連絡回路３３に冷媒を流通させる機能を有している。流出回路３６は、連絡回路３３から第１液冷媒管１２への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３６ａと、連絡回路３３から第２液冷媒管１３への冷媒の流通のみを許容する逆止弁３６ｂとを有しており、連絡回路３３から第１液冷媒管１２及び第２液冷媒管１３の他方に冷媒を流通させる機能を有している。

連絡回路３３は、液冷媒を一時的に溜めることが可能なレシーバ３７を有している。レシーバ３７の入口は流入回路３５に接続されたレシーバ入口管１４に接続されており、レシーバ３７の出口は、流出回路３６に接続されたレシーバ出口管１５に接続されている。レシーバ入口管１４には、キャピラリチューブ３８と、キャピラリチューブ３８に並列に接続された電磁弁３９とが接続されている。レシーバ出口管１５には、レシーバ３７に溜まった冷媒を流出回路３６に流通及び遮断させるとともに弁開度の調節が可能な電動膨張弁４０が接続されている。

（２）プレート形冷媒配管系統部品の構造
冷媒回路１ａの熱源ユニット２側の一部は、図２、図３及び図４に示すように、主として、プレート部材６２、６３及びプレート部材８１〜８４を貼り合わせて接合することによって内部に冷媒が流れる冷媒配管系統が形成されたプレート形冷媒配管系統部品６１として一体化されている。ここで、図２は、本実施形態にかかるプレート形冷媒配管系統部品６１の正面図である。図３は、本実施形態にかかるプレート形冷媒配管系統部品６１の側面図である。図４は、本実施形態にかかるプレート形冷媒配管系統部品６１の上面図である。

プレート形冷媒配管系統部品６１は、本実施形態において、図１、図５及び図６に示されるように、圧縮機系統６４と、レシーバ系統６５と、液側フィルタ系統６６とを有している。図５は、冷媒回路１ａのガス側部分の冷媒配管系統を示す模式図であって、本実施形態においてプレート形冷媒配管系統部品６１に組み込まれた部分を示している。図６は、冷媒回路１ａの液側部分の冷媒配管系統を示す模式図であって、本実施形態においてプレート形冷媒配管系統部品６１に組み込まれた部分を示している。尚、図５及び図６において、プレート形冷媒配管系統部品６１に組み込まれた冷媒配管系統の部分は実線で示され、プレート形冷媒配管系統部品６１に組み込まれていない部分は破線で示されている。また、図５及び図６における丸印は、プレート形冷媒配管系統部品６１と機能部品又は冷媒配管との接続位置を示している。

圧縮機系統６４は、図５に示されるように、四路切換弁２２と、圧縮機吸入管８の一部であるガス管部６７と、第１ガス冷媒管１０の一部であるガス管部６８と、第２ガス冷媒管１１の一部であるガス管部６９と、圧縮機吐出管９の一部であるガス管部７０とを構成している。ガス管部６７は、圧力センサ２７を接続するための接続口６７ａと、圧縮機２１に接続される接続口６７ｂとを有している。ガス管部６８は、熱源側熱交換器２３に接続される接続口６８ａを有している。ガス管部６９は、フィルタ３１に接続される接続口６９ａを有している。ガス管部７０は、マフラー３０に接続される接続口７０ａを有している。

レシーバ系統６５は、図６に示されるように、膨張回路２４の連絡回路３３の一部を構成している。より具体的には、レシーバ系統６５は、連絡回路３３のレシーバ入口管１４の一部である液管部７１と、レシーバ３７と、連絡回路３３のレシーバ出口管１５の一部である液管部７２及び液管部７３とを構成している。液管部７１は、キャピラリチューブ３８の出口に接続される接続口７１ａと、電磁弁３９の出口に接続される接続口７１ｂとを有している。液管部７２は、電動膨張弁４０の入口に接続される接続口７２ａを有している。液管部７３は、電動膨張弁４０の出口に接続される接続口７３ａと、ブリッジ回路３２に接続される接続口７３ｂとを有している。

液側フィルタ系統６６は、図６に示されるように、第１液冷媒管１２の一部である液管部７４とフィルタ３４とを構成している。液管部７４は、ブリッジ回路３２に接続される接続口７４ａと、液側閉鎖弁２５に接続される接続口７４ｂとを有している。

プレート形冷媒配管系統部品６１には、図２、図３及び図４に示すように、凹凸部や孔部が成形された１対のプレート部材６２、６３を貼り合わせて炉中ろう付けにより接合することによって、四路切換弁２２及びガス管部７０を除く圧縮機系統６４とレシーバ系統６５と液側フィルタ系統６６とを含む主冷媒配管系統モジュール６１ａが形成されている。主冷媒配管系統モジュール６１ａは、正面視における形状がＵ字形状を有しており、図２の紙面左側に四路切換弁２２及びガス管部７０を除く圧縮機系統６４が配置され、図２の紙面右側にレシーバ系統６５が配置され、図２の紙面右上側に液側フィルタ系統６６が配置されている。ここで、主冷媒配管系統モジュール６１ａの正面側部分（すなわち、プレート形冷媒配管系統部品６１の正面側部分）を構成するプレート部材をプレート部材６２とし、主冷媒配管系統モジュール６１ａの背面側部分を構成するプレート部材をプレート部材６３とする。

さらに、プレート形冷媒配管系統部品６１には、凹凸部や孔部が成形された４枚のプレート部材８１〜８４を貼り合わせてレーザー溶接により接合することによって、圧縮機系統６４の一部である四路切換弁２２及びガス管部７０を構成する四路切換弁モジュール６１ｂが形成されている。この四路切換弁モジュール６１ｂは、主冷媒配管系統モジュール６１ａ上部のＵ字形状の周縁部分にレーザー溶接によって接合されており、主冷媒配管系統モジュール６１ａと一体となって、正面視における形状が長方形状のプレート形冷媒配管系統部品６１を構成している。ここで、４枚のプレート部材を、プレート形冷媒配管系統部品６１の正面側から背面側に向かって順にプレート部材８１、８２、８３、８４とする。

尚、プレート部材６２、６３及びプレート部材８１〜８４としては、銅や銅合金、アルミニウムやアルミニウム合金、又は、炭素鋼やステンレス鋼等の鋼を使用することが可能であるが、本実施形態においては、強度面を考慮して鋼を使用している。

＜主冷媒配管系統モジュール＞
まず、四路切換弁２２及びガス管部７０を除く圧縮機系統６４について説明する。ガス管部６７は、図２の紙面左側において、上下方向に延びるように形成されている。ガス管部６７の下側の端部には、プレート部材６２側（正面側）に開口する接続口６７ｂが形成されている。また、ガス管部６７の上下方向の中間付近には、プレート部材６２側に開口する接続口６７ａが形成されている。ガス管部６７の上側の端部には、プレート部材６２、６３の端面間において開口し、四路切換弁モジュール６１ｂに接続可能な接続口６７ｃが形成されている。ガス管部６８は、ガス管部６７の側方（具体的には、図２におけるガス管部６７の紙面右側）において上下方向に延びるように形成されている。ガス管部６８の下側の端部には、プレート部材６２側に開口する接続口６８ａが形成されている。ガス管部６８の上側の端部には、プレート部材６２、６３の端面間において開口し、四路切換弁モジュール６１ｂに接続可能な接続口６８ｂが形成されている。ガス管部６９は、ガス管部６７の側方（具体的には、図２におけるガス管部６７の紙面左側）において上下方向に延びるように形成されている。ガス管部６９の下側の端部には、プレート部材６２側に開口する接続口６９ａが形成されている。ガス管部６９の上側の端部には、プレート部材６２、６３の端面間において開口し、四路切換弁モジュール６１ｂに接続可能な接続口６９ｂが形成されている。

次に、レシーバ系統６５について説明する。レシーバ３７は、図２の紙面右下側に形成されている。レシーバ３７は、プレート部材６２とプレート部材６３とが貼り合わされて接合されることによって形成された内部に中空の空間を有する容器部である。液管部７１は、図２において、レシーバ３７の上部から上方に向かって延びるように形成されている。液管部７１には、プレート部材６２側に開口する接続口７１ａ及び接続口７１ｂが形成されている。液管部７２は、液管部７１の側方（具体的には、図２における液管部７１の左側）において、レシーバ３７から上方に向かって延びるように形成されている。液管部７２の上側の端部には、プレート部材６２、６３の上端面間において開口する接続口７２ａが形成されている。液管部７３は、液管部７２の上側の端部の側方（具体的には、図２における液管部７２の右側）に上下方向に延びるように形成されている。液管部７３の上側の端部には、プレート部材６２、６３の上端面間において開口する接続口７３ａが形成されている。液管部７３の下側の端部には、プレート部材６２側（正面側）に開口する接続口７３ｂが形成されている。

次に、液側フィルタ系統６６について説明する。フィルタ３４は、図２において、液管部７１と液管部７３との間に形成されている。フィルタ３４は、図７に示すように、プレート部材６２とプレート部材６３との接合によって内部に中空の空間Ｔを有する本体部７８と、空間Ｔをプレート部材６２側の空間Ｔ₁とプレート部材６３側の空間Ｔ₂とに分けるように配置されたフィルタ部７９とを有している。本体部７８は、フィルタ部７９を支持する部分であり、プレート部材６２側に開口する接続口７４ａと、プレート部材６３側（背面側）に開口する接続口７４ｂとを有している。つまり、本体部７８は、液管部７４としても機能している。フィルタ部７９は、金網等からなる長円形状のフィルタエレメント７９ａと、フィルタエレメント７９ａの外周部を支持する補強枠７９ｂとから構成されている。そして、フィルタ部７９は、プレート部材６２の接合面とプレート部材６３の接合面との間に挟まれるように配置されており、プレート部材６２とプレート部材６３とのろう付けと同時に接合されている。より具体的には、プレート部材６３にはプレート部材６２との間に補強枠７９ｂの板厚に相当する隙間を形成するための挟持部８０が形成されており、この挟持部８０とプレート部材６２との間にフィルタ部７９の補強枠７９ｂが挟み込まれて、ろう付けされている。尚、挟持部８０は、プレート部材６２に形成されていてもよいし、プレート部材６２、６３の両方に形成されていてもよい。

＜四路切換弁モジュール＞
四路切換弁２２及びガス管部７０について説明する。四路切換弁２２は、図２〜図４及び図８に示されるように、主として、凹凸部や孔部が成形された４枚のプレート部材８１〜８４を貼り合わせてレーザー溶接により接合することによって内部に形成された冷媒流路Ｓ₁〜Ｓ₅と弁座８２ｃ、８２ｄ、８３ｃ、８３ｄとを有する弁本体８５と、電磁コイル８８、８９により駆動される２つの弁体８６、８７とから構成されている。ここで、図８は、四路切換弁モジュール６１ｂの分解斜視図である。

まず、弁本体８５について説明する。尚、以下の説明に使用する「正面側」、「背面側」、「上」及び「下」とは、図２〜図４におけるプレート形冷媒配管系統部品６１の「正面側」、「背面側」、「上」及び「下」を意味するものとする。

プレート部材８１には、周縁部８１ａを除いて平面視が長方形状となるように正面側に突出する凸部８１ｂが形成されている。この凸部８１ｂには、平面視が円形となるように正面側に突出する２つの凸部８１ｃが形成されている。

プレート部材８２には、ガス管部７０が形成される上側の部分及び周縁部８２ａを除いて平面視が長方形状となるように正面側に突出する凸部８２ｂが形成されている。この凸部８２ｂには、プレート部材８１の２つの凸部８１ｃ、８１ｄに対応する位置に貫通孔からなる２つの弁座８２ｃ、８２ｄが形成されている。また、凸部８２ｂには、平面視がＬ字形状となるように背面側に突出する凹部８２ｅが形成されている。この凹部８２ｅの一部は、２つの弁座８２ｃ、８２ｄ間を延びるように形成されている。また、凹部８２ｅには、貫通孔からなる連通孔部８２ｆが形成されている。周縁部８２ａには、ガス管部６８の接続口６８ｂ及びガス管部６９の接続口６９ｂに対応する位置に、側面視が半円形状となるように正面側に突出する開口部８２ｇ、８２ｈが形成されている。この開口部８２ｇ、８２ｈは、凸部８２ｂの側部を貫通するように形成されている。また、プレート部材８２に上側の部分には、貫通孔からなる挿入孔部８２ｉが形成されている。

そして、プレート部材８１の周縁部８１ａは、プレート部材８２の凸部８２ｂに接合されている。これにより、プレート部材８１の凸部８１ｃとプレート部材８２の凸部８２ｂとの間には、冷媒流路Ｓ₁が形成されている。

プレート部材８３には、挿入孔部８２ｉに対応する位置に半球形状となるように正面側に突出した凸部８３ａが形成されている。この凸部８３ａは、プレート部材８２の挿入孔部８２ｉに挿入可能である。また、凸部８３ａには、貫通孔からなる開口部８３ｂが形成されている。また、プレート部材８３には、プレート部材８２に形成された２つの弁座８２ｃ、８２ｄに対応する位置に貫通孔からなる弁座８３ｃ、８３ｄと、プレート部材８２に形成された連通孔部８２ｆに対応する位置に貫通孔からなる連通孔部８３ｅとが形成されている。さらに、プレート部材８３には、弁座８３ｃ、８３ｄの下側及び連通孔部８３ｅの上側の位置に、正面側に突出する２つの凸部８３ｆ、８３ｇが形成されている。凸部８３ｆは、プレート部材８２の凸部８２ｂの下側部分と凹部８２ｅの下側部分との間の隙間に挿入可能になっている。また、凸部８３ｇは、プレート部材８２の凸部８２ｂの上側部分と凹部８２ｅの上側部分との間の隙間に挿入可能になっている。

そして、プレート部材８２の周縁部８２ａは、プレート部材８３に接合されている。ここで、プレート部材８３の２つの凸部８３ｆ、８３ｇは、それぞれ、プレート部材８２の凸部８２ｂの下側部分と凹部８２ｅの下側部分との間の隙間、及び、プレート部材８２の凸部８２ｂの上側部分と凹部８２ｅの上側部分との間の隙間に挿入されて接合されている。また、プレート部材８２の凹部８２ｅは、プレート部材８３に接合されている。これにより、プレート部材８２の凸部８２ｂとプレート部材８３との間には、開口部８２ｇに連通される空間からなる冷媒流路Ｓ₂と、開口部８２ｈに連通される冷媒流路Ｓ₃とが形成されている。冷媒流路Ｓ₂は、弁座８２ｄを介して冷媒流路Ｓ₁に連通されている。また、冷媒流路Ｓ₃は、弁座８２ｃを介して冷媒流路Ｓ₁に連通されている。

プレート部材８４には、プレート部材８３の凸部８３ａに対応する位置に半球形状となるように背面側に突出した凹部８４ａが形成されている。そして、プレート部材８４には、この凹部８４ａから下方に延びるように形成された背面側に突出する溝部８４ｂが形成されている。この溝部８４ｂは、プレート部材８３の連通孔部８３ｅに対応する位置まで延びている。また、プレート部材８４には、ガス管部６７の接続口６７ｃに対応する位置に、側面視が半円形状となるように背面側に突出する開口部８４ｃが形成されている。さらに、プレート部材８４には、平面視がＬ字形状となるように形成された背面側に突出する溝部８４ｄが形成されている。この溝部８４ｄは、開口部８４ｃからプレート部材８３の２つの弁座８３ｃ、８３ｄに対応する位置まで延びている。

そして、プレート部材８３は、プレート部材８４に接合されている。これにより、プレート部材８３とプレート部材８４の溝部８４ｂとの間には、ガス管部７０に連通される冷媒流路Ｓ₄が形成されている。この冷媒流路Ｓ₄は、連通孔部８３ｅ、８２ｆを介して冷媒流路Ｓ₁に連通されている。ガス管部７０は、プレート部材８３の凸部８３ａとプレート部材８４の凹部８４ａとによって形成された球形状の空間と、冷媒流路Ｓ₄の一部と、開口部８３ｂとを含む部分であり、図２において、上下方向に延びるように形成されている。また、プレート部材８３とプレート部材８４の溝部８４ｄとの間には、開口部８４ｃに連通される冷媒流路Ｓ₅が形成されている。この冷媒流路Ｓ₅は、弁座８３ｃ、８３ｄを介して、冷媒流路Ｓ₂、Ｓ₃に連通されている。

次に、弁体８６、８７について説明する。弁体８６は、２つの弁座８２ｃ、８３ｃに離反又は当接することによって、冷媒流路Ｓ₁、Ｓ₃間及び冷媒流路Ｓ₃、Ｓ₅間の連通又は遮断を可能にする部材である。弁体８６は、プレート部材８１の凸部８１ｃ内に挿入されるとともに２つの弁座８２ｃ、８３ｃを貫通する弁棒部８６ａと、弁棒部８６ａの長手方向中間部に設けられ弁座８２ｃに当接可能な弁頭部８６ｂと、弁棒部８６ａのプレート部材８４側の端部に設けられ弁座８３ｃに当接可能な弁頭部８６ｃとを有している。弁体８６は、プレート部材８１の凸部８１ｃを覆うように配置された電磁コイル８８によって駆動されるようになっている。そして、弁頭部８６ｂと弁頭部８６ｃとは、互いが連動するようになっており、弁頭部８６ｃが弁座８３ｃに当接する際には、弁頭部８６ｂが弁座８２ｃから離反し、弁頭部８６ｂが弁座８２ｃに当接する際には、弁頭部８６ｃが弁座８３ｃから離反するように構成されている。また、本実施形態において、弁頭部８６ｃは、弁棒部８６ａとは別の部材であり、弁棒部８６ａのプレート部材８４側の端部にかしめやねじ込み等の固定方法により固定されている。

弁体８７は、弁体８６と同じ構造を有しており、プレート部材８１の凸部８１ｄ内に挿入されるとともに２つの弁座８２ｄ、８３ｄを貫通する弁棒部８７ａと、弁棒部８７ａの長手方向中間部に設けられ弁座８２ｄに当接可能な弁頭部８７ｂと、弁棒部８７ａのプレート部材８４側の端部に設けられ弁座８３ｄに当接可能な弁頭部８７ｃとを有している。そして、弁体８７は、プレート部材８１の凸部８１ｄを覆うように配置された電磁コイル８９によって駆動されるようになっている。

（３）プレート形冷媒配管系統部品の製造方法
次に、プレート形冷媒配管系統部品６１の製造方法について説明する。

プレート形冷媒配管系統部品６１は、四路切換弁２２及びガス管部７０を除く圧縮機系統６４と、レシーバ系統６５と、液側フィルタ系統６６とを構成する主冷媒配管系統モジュール６１ａを製造する第１工程と、四路切換弁２２及びガス管部７０を含む四路切換弁モジュール６１ｂを製造する第２工程と、主冷媒配管系統モジュール６１ａに四路切換弁モジュール６１ｂを接合してプレート形冷媒配管系統部品６１を完成させる第３工程とによって製造されている。

第１工程では、主として、１対のプレート部材６２、６３に各冷媒配管系統６４、６５、６６を形成するための凹凸部や孔部を成形して、プレート部材６２、６３を貼り合わせて炉中ろう付けによって接合することにより、主冷媒配管系統モジュール６１ａを製造している。尚、プレート部材６２、６３間の接合は、炉中ろう付けでなく、レーザー溶接等の他の方法によって行ってもよい。

第２工程では、４つのプレート部材８１〜８４に図８に示される四路切換弁２２の弁本体８５及びガス管部７０を形成するための凹凸部や孔部を成形し、これらのプレート部材８１〜８４を貼り合わせてレーザー溶接によって接合することにより、四路切換弁モジュール６１ｂを製造している。ここで、弁体８６、８７は、プレート部材８１〜８４を貼り合わせる際に、図８に示されるように組み込まれている。具体的には、弁棒部８６ａ、８６ｂは、プレート部材８１の凸部８１ｃ、８１ｄに挿入された状態で、プレート部材８２、８３の弁座８２ｃ、８２ｄ、８３ｃ、８３ｄを貫通された後、プレート部材８４をプレート部材８３に貼り合わせる前に、弁頭部８６ｃ、８７ｃを弁棒部８６ａ、８６ｂにかしめやねじ込み等により固定されている。このようにして、図９（図２のＢ−Ｂ断面図）に示されるように、電磁コイル８８、８９が未装着状態の四路切換弁モジュール６１ｂが製造される。

第３工程では、四路切換弁モジュール６１ｂを構成するプレート部材８２、８３を、図９の矢印Ｃに示されるように、それぞれ、主冷媒配管系統モジュール６１ａを構成するプレート部材６２、６３に貼り合わせてレーザー溶接によって接合することにより、主冷媒配管系統モジュール６１ａと四路切換弁モジュール６１ｂとを一体化させて、その後、図９の矢印Ｄに示されるように、電磁コイル８８、８９をプレート部材８１の凸部８１ｃ、８１ｄを覆うように装着してプレート形冷媒配管系統部品６１を完成させている。

以上の製造方法により、図２〜図４に示されるプレート形冷媒配管系統部品６１が製造されている。

（４）四路切換弁の動作
次に、四路切換弁２２の動作について、図１、図８、図１０及び図１１を用いて説明する。ここで、図１０は、図２のＢ−Ｂ断面図であって、冷房運転時における弁体８６、８７の動作を示す図である。図１１は、図２のＢ−Ｂ断面図であって、暖房運転時における弁体８６、８７の動作を示す図である。

冷房運転時には、図１０に示されるように、弁体８６については、電磁コイル８８により駆動されて、弁頭部８６ｂが弁座８２ｃに当接するとともに弁頭部８６ｃが弁座８３ｃから離反した状態になり、弁体８７については、電磁コイル８９により駆動されて、弁頭部８７ｂが弁座８２ｄから離反するとともに弁頭部８７ｃが弁座８３ｄに当接した状態になる。

すると、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、ガス管部７０を通じて冷媒流路Ｓ₄に流入し、さらに、連通孔部８３ｅ、８２ｆを介して冷媒流路Ｓ₁に流入する。冷媒流路Ｓ₁に流入した高圧のガス冷媒は、弁座８２ｄを介して冷媒流路Ｓ₂に流入し、開口部８２ｇ、接続口６８ｂ及びガス管部６８を通じて熱源側熱交換器２３に送られる。一方、利用ユニット３の利用側熱交換器５１から戻る低圧のガス冷媒は、ガス管部６９を通じて冷媒流路Ｓ₃に流入し、弁座８３ｃを介して冷媒流路Ｓ₅に流入し、開口部８４ｃ、接続口６７ｃ及びガス管部６７を通じて圧縮機２１の吸入側に送られる。

暖房運転時には、図１１に示されるように、弁体８６については、電磁コイル８８により駆動されて、弁頭部８６ｂが弁座８２ｃから離反するとともに弁頭部８６ｃが弁座８３ｃに当接した状態になり、弁体８７については、電磁コイル８９により駆動されて、弁頭部８７ｂが弁座８２ｄに当接するとともに弁頭部８７ｃが弁座８３ｄから離反した状態になる。

すると、圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、ガス管部７０を通じて冷媒流路Ｓ₄に流入し、さらに、連通孔部８３ｅ、８２ｆを介して冷媒流路Ｓ₁に流入する。冷媒流路Ｓ₁に流入した高圧のガス冷媒は、弁座８２ｃを介して冷媒流路Ｓ₃に流入し、開口部８２ｈ、接続口６９ｂ及びガス管部６９を通じて利用側熱交換器５１に送られる。一方、熱源側熱交換器２３から戻る低圧のガス冷媒は、ガス管部６８を通じて冷媒流路Ｓ₂に流入し、弁座８３ｄを介して冷媒流路Ｓ₅に流入し、開口部８４ｃ、接続口６７ｃ及びガス管部６７を通じて圧縮機２１の吸入側に送られる。

（５）四路切換弁の特徴
本実施形態の四路切換弁２２には、以下のような特徴がある。

（Ａ）
本実施形態の四路切換弁２２では、貼り合わせて接合された４つのプレート部材８１〜８４によって冷媒流路Ｓ₁〜Ｓ₅と４つの弁座８２ｃ、８２ｄ、８３ｃ、８３ｄとを有する弁本体８５が構成されているため、従来の１対のプレート部材間に弁本体を配置する構造のように、プレート部材の内面と弁本体の外周面との隙間から冷媒の内部漏れを生じることがないようになっている。

しかも、本実施形態の四路切換弁２２は、４つのプレート部材８１〜８４間に冷媒流路Ｓ₁〜Ｓ₅が形成された３層構造になっているため、従来の４つの２方弁を用いたブリッジ回路からなる構造に比べて、サイズを小さくすることができるようになっている。

このように、本実施形態の四路切換弁２２は、内部漏れに対する信頼性が高く、また、サイズが小さくすることできるため、プレート形冷媒配管系統部品６１に容易に組み込むことができる。

また、四路切換弁２２を構成する弁体は、４つの弁座８２ｃ、８２ｄ、８３ｃ、８３ｄのそれぞれに設けられているのではなく、２つの弁座８２ｃ、８２ｄに対して離反又は当接することが可能な弁体８６と、２つの弁座８３ｃ、８３ｄに対して離反又は当接することが可能な弁体８７との２つだけになっている。これにより、電磁コイルの数を弁体８６、８７を駆動するための２つの電磁コイル８８、８９に減らすことができる。

（Ｂ）
本実施形態の四路切換弁２２では、弁本体８５を含む四路切換弁モジュール６１ｂが、主冷媒配管系統モジュール６１ａを構成するプレート部材６２、６３に接合された構成になっており、弁本体８５（すなわち、四路切換弁モジュール６１ｂ）と主冷媒配管系統モジュール６１ａとが別々に組み立てられている。このため、弁本体８５を構成する４つのプレート部材８１〜８４間の接合については、それに最も適した接合方法を選択することができ、また、主冷媒配管系統モジュール６１ａを構成するプレート部材６２、６３間の接合については、それに最も適した接合方法を選択することができる。例えば、本実施形態のように、プレート形冷媒配管系統部品６１の大部分を構成する主冷媒配管系統モジュール６１ａを同時に複数の接合箇所を接合することが可能な炉中ろう付けにより接合し、弁体８６、８７に樹脂等の耐熱性の低い材料を含む弁体８６、８７を内蔵する四路切換弁モジュール６１ｂについては、レーザー溶接により接合箇所を接合することによって弁体８６、８７への熱影響を小さくすることができる。

このように、主冷媒配管系統モジュール６１ａ及び四路切換弁モジュール６１ｂをそれぞれ効率よく製造することができるようになるため、四路切換弁２２をプレート形冷媒配管系統部品６１に容易に組み込むことができる。

さらに、主冷媒配管系統モジュール６１ａと四路切換弁モジュール６１ｂとの接合についても、レーザー溶接を用いているため、弁体８６、８７への熱影響が小さくなっている。

（６）他の実施形態
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（Ａ）
四路切換弁モジュールを構成するプレート部材に形成された凹凸部や孔部の具体的な形状は、前記実施形態に限定されず、種々の形状が採用可能である。

（Ｂ）
前記実施形態では、４枚のプレート部材を用いて四路切換弁モジュールを構成しているが、これに限定されず、さらに多数枚のプレート部材を用いて四路切換弁モジュールを構成してもよい。

（Ｃ）
四路切換弁モジュールに組み込まれる冷媒配管系統は、前記実施形態に限定されず、種々のものが組み込み可能である。

本発明を利用すれば、プレート形冷媒配管系統部品への組み込みが容易な四路切換弁を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる空気調和装置の概略冷媒回路を示す図である。プレート形冷媒配管系統部品の正面図である。プレート形冷媒配管系統部品の側面図である。プレート形冷媒配管系統部品の上面図である。冷媒回路のガス側部分の冷媒配管系統を示す模式図であって、プレート形冷媒配管系統部品に組み込まれた部分を示している。冷媒回路の液側部分の冷媒配管系統を示す模式図であって、プレート形冷媒配管系統部品に組み込まれた部分を示している。図２のＡ−Ａ断面図であって、フィルタを示す図である。四路切換弁モジュールの分解斜視図である。四路切換弁モジュールを主冷媒配管系統モジュールに組み付ける第３工程を示す図である。図２のＢ−Ｂ断面図であって、冷房運転時における四路切換弁の動作を示す図である。図２のＢ−Ｂ断面図であって、暖房運転時における四路切換弁の動作を示す図である。

１空気調和装置
２２四路切換弁
６１ａ主冷媒配管系統
８１〜８４プレート部材
８２ｃ、８２ｄ、８３ｃ、８３ｄ弁座
８５弁本体
８６、８７弁体
８８、８９電磁コイル
Ｓ₁〜Ｓ₅ 冷媒流路

Claims

空気調和装置（１）に用いられる四路切換弁（２２）であって、
電磁コイル（８８、８９）により駆動される２つの弁体（８６、８７）と、
４以上のプレート部材（８１〜８４）を貼り合わせて接合することによりプレート部材間に形成された複数の冷媒流路（Ｓ₁〜Ｓ₅）と、前記プレート部材に前記冷媒流路間を連通させる孔を開けることにより形成され前記弁体が離反又は当接して前記冷媒流路間の連通又は遮断を可能にする４つの弁座（８２ｃ、８２ｄ、８３ｃ、８３ｄ）とを有する弁本体（８５）とを備え、
前記２つの弁体の一方は、前記４つの弁座のうちの２つに対して、一方の弁座から離反し、かつ、他方の弁座に当接することが可能であり、
前記２つの弁体の他方は、前記４つの弁座のうちの残りの２つに対して、一方の弁座から離反し、かつ、他方の弁座に当接することが可能であり、
前記弁本体は、他の１対のプレート部材（６２、６３）を貼り合わせて接合することによって内部に冷媒が流れる冷媒配管系統（６４、６５、６６）が形成されたプレート形冷媒配管系統部品（６１ａ）に接合されている、
四路切換弁（２２）。
前記弁本体（８５）と前記プレート形冷媒配管系統部品（６１ａ）とは、レーザー溶接によって接合されている、請求項１に記載の四路切換弁（２２）。
前記弁本体（８５）を構成する前記４以上のプレート部材（８１〜８４）は、レーザー溶接によって接合されている、請求項１又は２に記載の四路切換弁（２２）。