JP6482378B2 - 五方切換弁本体及びそれを用いた五方切換弁 - Google Patents

Description

本発明は、暖房運転時に室外熱交換器の除霜を行うためのデフロスト回路が組み込まれたヒートポンプ式冷暖房システムに使用される五方切換弁及びそれに用いられる五方切換弁本体に関する。

従来より、ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムとして、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、膨張弁、及び四方切換弁等で構成される冷凍サイクルに、除霜用開閉弁を有するデフロスト回路（バイパス流路）を組み込んだものが知られている。

このデフロスト回路が組み込まれた冷暖房システムでは、通常、冷房運転時には、圧縮機から高温高圧の冷媒が四方切換弁を介して室外熱交換器に導かれ、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁に導入され、この膨張弁により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒が、室内熱交換器に導入され、ここで室内空気と熱交換（冷房）して蒸発し、室内熱交換器からは低温低圧の冷媒が四方切換弁を介して圧縮機の吸入側に戻される。

それに対し、暖房運転時には、圧縮機から高温高圧の冷媒が四方切換弁を介して室内熱交換器に導かれ、ここで室内空気と熱交換（暖房）して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁に導入され、この膨張弁により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒が、室外熱交換器に導入され、ここで室外空気と熱交換して蒸発し、室外熱交換器からは低温低圧の冷媒が四方切換弁を介して圧縮機の吸入側に戻される。

この暖房運転時においては、必要に応じて、室外熱交換器に付着した霜を取り除く（溶かす）べく、前記デフロスト回路の除霜用開閉弁を開き、圧縮機から吐出された高温高圧の冷媒（の一部）を室外熱交換器における膨張弁側の入出口に導き、当該室外熱交換器を発熱させて霜取り（除霜運転と称することがある）を行うようにされる。

上記のような冷暖房システムにおいて、前記四方切換弁と除霜用開閉弁とを一纏めにした五方切換弁を用いることが知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。

特許文献１に所載の五方切換弁は、シリンダ型の筒状体（五方弁本体と称する）の左右に、それぞれピストンが配在され、該左右のピストン間に圧縮機から高温高圧の冷媒が導入される主弁室（高圧室）が形成されるとともに、前記左右のピストンの左右にそれぞれ作動室が画成され、該左右の作動室に、それぞれ前記ピストンを中央に向けて付勢する圧縮コイルばねが縮装されている。そして、前記主弁室には、前記四方切換弁（の本体部）と前記除霜用開閉弁（の本体部）とが設けられ、一方のピストンで前記四方切換弁の主弁体を主弁座上でスライドさせて流路の切り換え（冷房→暖房、暖房→冷房）を行い、他方のピストンで前記除霜用開閉弁を開閉するようにされており、前記左右の作動室への高圧冷媒の導入・排出（各作動室の圧力）をそれぞれ電磁弁（三方弁）を用いて制御することで、前記冷暖房システムにおいて冷房運転、暖房運転、及び暖房運転時における前記室外熱交換器の除霜を行うようになっている。

一方、特許文献２に所載の五方切換弁は、上記と類似する構成のシリンダ型の五方弁本体を備えているが、左右の作動室には、主弁体側のピストンに設けられた均圧孔（及び細管）を介して主弁室から高圧が導入されるようになっており、２つの作動室の圧力制御を単一の電磁弁で行うようになっている。

特開平１１−３２５６３３号公報 特公平６−３３９２１号公報

通常、電磁弁は、プランジャが吸引子から遠ざけられた非吸引位置（通電ＯＦＦ）と吸引子に引き寄せられた吸引位置（通電ＯＮ）とをとり、それに伴い弁体が２つの位置（前進位置と後退位置と称する）をとる２ポジション切換弁となっているので、前記特許文献１に所載の五方切換弁では、四方切換弁による流路切換用と除霜用開閉弁の開閉用との、合計２個の電磁弁が必要となる。そのため、配管や制御系（の配線）等を含めた五方切換弁全体の構成が複雑なものとなるとともに、実質的な占有スペースが大きくなり、設置面やコスト面で問題がある。

また、前記特許文献２に所載の五方切換弁では、その構造上、除霜時に、主弁室の高圧冷媒が前記均圧孔と作動室を介して圧縮機の吸入側に流出する高圧冷媒漏れが発生し、冷暖房システムの効率が低下してしまうという問題があるとともに、暖房運転から冷房運転への移行を、主弁室と作動室とを均圧した後でないと行えないとう制約がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、電磁弁を２個も必要とすることなく、比較的シンプルな構成のもとで、冷暖房及び除霜運転を行うことができるとともに、除霜時における高圧冷媒漏れの発生を防止し、運転移行動作を、何ら制約を受けずに迅速に行うことのできる五方切換弁本体及びそれを用いた五方切換弁を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る五方切換弁本体は、基本的には、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、膨張弁、及び四方切換弁を具備して構成される冷凍サイクルに、除霜用開閉弁を有するデフロスト回路が組み込まれているヒートポンプ式冷暖房システムに使用されるもので、３個のピストンが内蔵され、該３個のピストンにより主弁室と３つの作動室が画成されるとともに、前記主弁室に、前記四方切換弁の本体部と前記除霜用開閉弁の本体部とが設けられ、前記３つの作動室への高圧冷媒の導入・排出を行うことにより、前記冷暖房システムにおいて冷房運転、暖房運転、及び暖房運転時における前記室外熱交換器の除霜を行うようにされていることを特徴としている。

以下、本発明に係る五方切換弁本体の好ましい態様を幾つか列挙する。

好ましい態様では、その一端側から順次、第１作動室、第１ピストン、前記主弁室、第２ピストン、第２作動室、第３ピストン、及び第３作動室が配在され、前記主弁室に、前記圧縮機の吐出側に接続される吐出側高圧ポートが設けられるとともに、その上面が弁シート面とされた、前記四方切換弁の主弁座と前記除霜用開閉弁の除霜用弁座が設けられ、前記主弁座の弁シート面には、一端側から順次、前記室外熱交換器に接続される室外側入出ポート、前記圧縮機の吸入側に接続される吸入側低圧ポート、及び前記室内熱交換器に接続される室内側入出ポートが開口せしめられるとともに、前記除霜用弁座の弁シート面には、前記室外熱交換器における前記膨張弁側の入出口に接続される除霜用ポートが開口せしめられる。

他の好ましい態様では、前記主弁座の弁シート面には、前記室外側入出ポートを開きかつ前記吸入側低圧ポートと前記室内側入出ポートとを連通させる冷房運転位置と、前記室内側入出ポートを開きかつ前記吸入側低圧ポートと前記室外側入出ポートとを連通させる暖房運転位置とを選択的にとり得る断面逆立椀形状の主弁体が摺動自在に対接せしめられるとともに、前記除霜用弁座の弁シート面には、前記除霜用ポートを開閉すべく除霜用弁体が摺動自在に対接せしめられる。

他の好ましい態様においては、前記主弁体が前記暖房運転位置にあるときにおいて、前記第１作動室を前記吐出側高圧ポートに連通させるとともに、前記第２作動室及び前記第３作動室を前記吸入側低圧ポートに連通させることにより、前記第１作動室に高圧冷媒が導入されるとともに、前記第２作動室から高圧冷媒が排出され、前記第１作動室の圧力が前記第２及び第３作動室の圧力より高くなり、それにより、前記主弁体が他方向に移動して前記冷房運転位置をとるとともに、前記除霜用弁体が閉弁位置をとり、
前記主弁体が前記冷房運転位置にあるときにおいて、前記第２作動室を前記吐出側高圧ポートに連通させるとともに、前記第１作動室及び前記第３作動室を前記吸入側低圧ポートに連通させることにより、前記第２作動室に高圧冷媒が導入されるとともに、前記第１作動室から高圧冷媒が排出され、前記第２作動室の圧力が前記第１及び第３作動室の圧力より高くなり、それによって、前記主弁体が一方向に移動して前記暖房運転位置をとるとともに、前記除霜用弁体が閉弁位置をとり、
前記主弁体が前記暖房運転位置にあるときにおいて、前記第３作動室を前記吐出側高圧ポートに連通させるとともに、前記第１作動室及び前記第２作動室を前記吸入側低圧ポートに連通させることにより、前記第３作動室に高圧冷媒が導入されるとともに、前記第２作動室から高圧冷媒が排出され、前記第３作動室の圧力が前記第１及び第２作動室の圧力より高くなり、それによって、前記除霜用弁体が閉弁位置から開弁位置に移動するようにされる。

また、本発明に係る五方切換弁は、基本的に、前記五方切換弁本体と、電磁コイルへの印加電圧に応じて、直列的に配在された第１プランジャ及び第２プランジャがそれぞれ異なる非吸引位置と吸引位置とをとるようにされ、それに伴い、前記第１プランジャに押し引きされる第１弁体及び前記第２プランジャに押し引きされる第２弁体もそれぞれ異なる前進位置と後退位置とをとるようにされ、その２個の弁体の位置の組み合わせにより、全体では合計で３ポジション間での切り換えが可能とされた、パイロット弁としての単一の直動式電磁弁とを備え、前記直動式電磁弁に前記３ポジションのうちのいずれかを選択的にとらせて前記３つの作動室への高圧冷媒の導入・排出を制御するようにされる。

前記直動式電磁弁は、好ましくは、弁ケースの一端側外周に電磁コイルが外嵌固定されるとともに、一端側から順次、永久磁石、吸引子、圧縮コイルばねからなる第１ばね、第１プランジャ、圧縮コイルばねからなる第２ばね、及び、第２プランジャが直列的に配在され、前記第２プランジャより他端側に、該第２プランジャの他端側への移動を阻止するストッパ及び主ポートが設けられるとともに、その弁シート面に５個のポートが一端から他端に向かって横並びに開口せしめられた弁座が設けられ、前記弁座の弁シート面には、前記ポートの開閉及び／又はポート間の連通遮断を行うべく、前記第１プランジャに押し引きされる第１弁体と前記第２プランジャに押し引きされる第２弁体とが横並びに配在されて摺動自在に対接せしめられ、前記電磁コイルへの印加電圧に応じて、前記第１及び第２プランジャがそれぞれ異なる非吸引位置と吸引位置とをとるとともに、前記第１及び第２弁体が前記第１及び第２プランジャに連動してそれぞれ異なる前進位置と後退位置とをとるようにされ、前記第１及び第２弁体の位置の組み合わせにより、全体では、少なくとも３ポジション間での切り換えが可能とされる。

また、他の好ましい態様では、前記電磁コイルへの通電がオフのときには、前記第１ばね及び前記第２ばねの付勢力により、前記第１プランジャが前記吸引子と前記第２プランジャとの中間の非吸引位置をとるとともに、前記第２プランジャが前記ストッパに接当係止された非吸引位置をとり、この状態において、前記電磁コイルに電圧を印加すると、前記第１プランジャが前記第１ばねの付勢力に抗して前記吸引子に引き寄せられた吸引位置をとるが、前記第２プランジャは前記ストッパに接当係止された非吸引位置をとったままとなり、この状態において、前記電磁コイルへの通電をオフにすると、前記永久磁石の磁力により前記第１プランジャは前記吸引位置で保持されたままとなるとともに、前記第２プランジャも前記非吸引位置をとったままとなり、該通電オフ時において、前記電磁コイルに極性を反転させた電圧を印加すると、前記永久磁石の磁力により前記吸引位置で保持されていた前記第１プランジャが前記第１ばねの付勢力により前記非吸引位置に戻るとともに、前記第２プランジャは前記非吸引位置をとったままとなるようにされる。

別の好ましい態様では、前記永久磁石の磁力により前記第１プランジャが前記吸引位置で保持され、かつ、前記第２プランジャも前記非吸引位置をとっている状態において、前記電磁コイルに前記電圧より高い電圧を印加すると、前記第１プランジャが前記吸引位置で保持されたままで、前記第２プランジャが前記第２ばねの付勢力に抗して前記第１プランジャ側に引き寄せられた吸引位置をとり、その後、前記電磁コイルへの通電をオフにすると、前記永久磁石の磁力により前記第１プランジャは前記吸引位置で保持されたままで、前記第２プランジャは前記第２ばねの付勢力により前記非吸引位置に戻されるようにされる。

本発明に係る五方切換弁本体及びそれを用いた五方切換弁では、パイロット弁としての直動式電磁弁は、その電磁コイルへの印加電圧に応じて、第１プランジャ及び第２プランジャがそれぞれ異なる吸引位置と非吸引位置とをとるようにされ、それに伴い、第１弁体及び第２弁体もそれぞれ異なる前進位置と後退位置とをとるようにされ、第１弁体と第２弁体の位置の組み合わせにより、全体では合計で３ポジション間での切り換えが可能とされるので、直動式電磁弁に前記３ポジションのうちのいずれかを選択的にとらせることにより、第１、第２、及び第３作動室への高圧冷媒の導入・排出を制御することができ、これにより、従来のように電磁弁を２個も必要とすることなく、冷凍サイクルにおける四方切換弁による流路切換と除霜用開閉弁の開閉とを行うことが可能となり、そのため、比較的シンプルな構成のもとで、冷房運転、暖房運転、及び暖房運転時における室外熱交換器の除霜を行うことができる。

また、主弁室と作動室間の均圧等を行わなくてもよいので、除霜時における高圧冷媒漏れが発生せず、運転移行動作を、何ら制約を受けずに迅速に行うことができる。

さらに、直動式電磁弁に永久磁石を付設して自己保持タイプの電磁弁としているので、冷房→暖房運転移行後、暖房→冷房運転移行後、及び、除霜→通常の暖房運転移行後には、通電が不要となり、省エネ化が図られる。

上記した以外の、課題、構成、及び作用効果は、以下の実施形態により明らかにされる。

本発明に係る五方切換弁の一実施形態が適用されたヒートポンプ式冷暖房システムの冷房運転時を示す全体構成図。 図１に示される五方切換弁の五方弁本体を示す、部分平面図付き全体断面図。 図１に示される五方切換弁のパイロット弁である直動式電磁弁を示す、部分平面図付き拡大断面図。 本発明に係る五方切換弁の一実施形態が適用されたヒートポンプ式冷暖房システムの暖房運転時を示す全体構成図。 図４に示される五方切換弁の五方弁本体を示す、部分平面図付き全体断面図。 図４に示される五方切換弁のパイロット弁である直動式電磁弁を示す、部分平面図付き拡大断面図。 本発明に係る五方切換弁の一実施形態が適用されたヒートポンプ式冷暖房システムの除霜運転時を示す全体構成図。 図７に示される五方切換弁の五方弁本体を示す、部分平面図付き全体断面図。 図７に示される五方切換弁のパイロット弁である直動式電磁弁を示す、部分平面図付き拡大断面図。 上記一実施形態の五方切換弁における直動式電磁弁及び五方弁本体の各部の動作及び位置を状態毎に示す一覧表。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１、図４、図７は、それぞれ、本発明に係る五方切換弁の一実施形態が適用されたヒートポンプ式冷暖房システムの冷房運転時、暖房運転時、除霜運転時を示す全体構成図である。

図２、図５、図８は、それぞれ、図１、図４、図７に示される五方切換弁の五方弁本体を示す、部分平面図付き全体断面図である。

図３、図６、図９は、それぞれ、図１、図４、図７に示される五方切換弁のパイロット弁である直動式電磁弁を示す、部分平面図付き拡大断面図である。

なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際にヒートポンプ式冷暖房システムに組み込まれた状態での位置、方向を指すとは限らない。

また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。

図１、図４、図７に示されるヒートポンプ式冷暖房システム１００は、圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、室内熱交換器１３０、膨張弁１６０、並びに、四方切換弁及び除霜用開閉弁を一纏めにした五方切換弁１を備えている。

五方切換弁１は、シリンダ型の五方弁本体（五方切換弁本体）１０と、パイロット弁としての単一の直動式電磁弁５０とを備えている。

［五方弁本体１０の構成］
五方弁本体１０は、シリンダ部１１を有し、このシリンダ部１１に、左端側から順次、第１作動室３１、第１ピストン２１、主弁室１２、第２ピストン２２、第２作動室３２、第３ピストン２３、及び第３作動室３３が配在されている。前記第１、第２、及び第３ピストン２１、２２、２３には、シリンダ部１１を気密的に仕切るべく、いずれにもシリンダ部１１の内周面にその外周部が圧接するばね付きパッキンが取り付けられている。

前記シリンダ部１１の左端には、第１ピストン２１の左方向への移動を阻止するストッパを兼ねる左端蓋部材１１Ａが気密的に固着され、シリンダ部１１の右端には、第３ピストン２３の右方向への移動を阻止するストッパを兼ねる右端蓋部材１１Ｂが気密的に固着されている。

前記主弁室１２の上部には、圧縮機１１０の吐出側に導管を介して接続される、管継手からなる吐出側高圧ポートＤが設けられるとともに、当該主弁室１２には、その上面が弁シート面とされた、前記四方切換弁の主弁座１４と前記除霜用開閉弁の除霜用弁座１６とが設けられている。主弁座１４と除霜用弁座１６とは、それぞれろう付け等によりシリンダ部１１に気密的に接合固定されている。

前記主弁座１４の弁シート面には、左端側から順次、室外熱交換器１２０に接続される、管継手からなる室外側入出ポートＣ、圧縮機１１０の吸入側に接続される、管継手からなる吸入側低圧ポートＳ、及び、室内熱交換器１３０に接続される、管継手からなる室内側入出ポートＥが開口せしめられるとともに、除霜用弁座１６の弁シート面には、室外熱交換器１２０における膨張弁１６０側の入出口に接続される、管継手からなる除霜用ポートＪが開口せしめられている。

また、主弁座１４の弁シート面には、レーストラック形の環状シール面を持つ断面逆立椀形状の主弁体１５が摺動自在に対接せしめられるとともに、除霜用弁座１６の弁シート面には、除霜用ポートＪを開閉すべく除霜用弁体１７が摺動自在に対接せしめられている。

前記主弁体１５は、図１、図２に示される如くの、室外側入出ポートＣを開きかつ吸入側低圧ポートＳと室内側入出ポートＥとを連通させる冷房運転位置（右端位置）と、図４、図５（図７、図８）に示される如くの、室内側入出ポートＥを開きかつ吸入側低圧ポートＳと室外側入出ポートＣとを連通させる暖房運転位置（左端位置）とを選択的にとり得るようにされている。

主弁体１５は、移動時以外はポートＣ、Ｓ、Ｅのうちのいずれか二つ（ＣとＳ、ＳとＥ）の真上に位置し、このときは主弁室１２に導入された高圧の冷媒により下向きに押圧されて弁シート面に圧接せしめられ、除霜用弁体１７も除霜用ポートＪの真上に位置する閉弁時には、主弁室１２に導入された高圧の冷媒により下向きに押圧されて弁シート面に圧接せしめられている。

前記第１ピストン２１と第２ピストン２２とは、図２、図５、図８に平面図で示される如くの横長矩形板状の主連結体２５により一体移動可能に連結されている。主連結体２５には、主弁体１５が下側から摺動自在に嵌合せしめられる角丸矩形の主開口２５ａが形成されており、主弁体１５は、第１及び第２ピストン２１、２２の往復移動に伴って前記主連結体２５の主開口２５ａ部分に押動されて冷房運転位置（右端位置）と暖房運転位置（左端位置）との間を行き来するようにされている。

また、主連結体２５には、前記主開口２５ａの左右、すなわち、主弁体１５が冷房運転位置（右端位置）をとるとき、前記室外側入出ポートＣの略真上に位置する部位に円形開口２５ｂが形成されるとともに、主弁体１５が暖房運転位置（左端位置）をとるとき、前記室内側入出ポートＥの略真上に位置する部位に円形開口２５ｃが形成され、さらに、主連結体２５の右端側には、除霜用弁体１７が相対摺動可能に嵌挿される横長案内溝２５ｄが形成されている。

前記第３ピストン２３には、左側小径部２７ａ、中間中径部２７ｂ、及び右側大径部２７ｃを持つ除霜用連結体２７の右端部がねじ止め・溶接等により気密的に接合固定されている。除霜用連結体２７の中間中径部２７ｂは、第２ピストン２２に摺動自在に刺し通され、該除霜用連結体２７の左側小径部２７ａに、前記除霜用弁体１７が外嵌されて左端部にねじ込まれたナットにより中間中径部２７ｂの左端段丘部に押付固定されている。従って、除霜用弁体１７は、第３ピストン２３の往復移動に伴って、図１、図２、図４、図５に示される如くの、除霜用ポートＪを閉じる閉弁位置と、図７、図８に示される如くの、除霜用ポートＪを開く開弁位置との間を行き来するようになっている。また、除霜用連結体２７における右側大径部２７ｃと中間中径部２７ｂとの段差部分である中間段丘部は、第２ピストン２２における第２作動室３２側の面に接当する係止部２８となっている。なお、第２作動室３２が主弁室１２より低圧になるとき（図１、図７）には、前記係止部２８が第２ピストン２２の右端面に密接して除霜用連結体２７の中間中径部２７ｂと第２ピストン２２との摺動面間に形成される隙間を塞ぐようにされているので、主弁室１２から第２作動室３２→直動式電磁弁５０→吸入側低圧ポートＳへの高圧冷媒漏れはほとんど発生しない。

［五方弁本体１０の動作］
次に、上記のような構成を有する五方弁本体１０の動作を説明する。

（１）主弁体１５及び除霜用弁体１７がそれぞれ図４に示される如くの暖房運転位置（左端位置）、閉弁位置にあるときにおいて、後述する直動式電磁弁５０を介して、第１作動室３１を吐出側高圧ポートＤに連通させるとともに、第２作動室３２及び第３作動室３３を吸入側低圧ポートＳに連通させると、第１作動室３１に高温高圧の冷媒が導入されるとともに、第２作動室３２から高温高圧の冷媒が排出され、第１作動室３１の圧力が第２及び第３作動室３２、３３の圧力より高くなる。それにより、図１に示される如くに、第１、第２ピストン２１、２２及び主弁体１５が右方向に移動して第２ピストン２２が除霜用連結体２７の中間部に設けられた係止部２８に接当係止され、主弁体１５が冷房運転位置（右端位置）をとり、また、第３ピストン２３は、右端蓋部材１１Ｂに接当係止されたままとなって、除霜用弁体１７が閉弁位置を維持したままとなる。
これにより、冷暖房システム１００において、冷房運転が行われる（詳細は後述）。

（２）主弁体１５及び除霜用弁体１７がそれぞれ図１に示される如くの冷房運転位置（右端位置）、閉弁位置にあるときにおいて、後述する直動式電磁弁５０を介して、第２作動室３２を吐出側高圧ポートＤに連通させるとともに、第１作動室３１及び第３作動室３３を吸入側低圧ポートＳに連通させると、第２作動室３２に高温高圧の冷媒が導入されるとともに、第１作動室３１から高温高圧の冷媒が排出され、第２作動室３２の圧力が第１及び第３作動室３１、３３の圧力より高くなる。それにより、図４に示される如くに、第１、第２ピストン２１、２２及び主弁体１５が左方向に移動して第１ピストン２１が左端蓋部材１１Ａに接当係止され、主弁体１５が暖房運転位置（左端位置）をとり、また、第３ピストン２３は、右端蓋部材１１Ｂに接当係止されたままとなって、除霜用弁体１７が閉弁位置を維持したままとなる。
これにより、冷暖房システム１００において、暖房運転が行われる（詳細は後述）。

（３）主弁体１５及び除霜用弁体１７がそれぞれ図４に示される如くの暖房運転位置（左端位置）、閉弁位置にあるときにおいて、後述する直動式電磁弁５０を介して、第３作動室３３を吐出側高圧ポートＤに連通させるとともに、第１作動室３１及び第２作動室３２を吸入側低圧ポートＳに連通させると、第３作動室３３に高温高圧の冷媒が導入されるとともに、第２作動室３２から高温高圧の冷媒が排出され、第３作動室３３の圧力が第１及び第２作動室３１、３２の圧力より高くなる。それにより、図７に示される如くに、第１、第２ピストン２１、２２及び主弁体１５が暖房運転位置（左端位置）を維持したまま、第３ピストン２３及び除霜用弁体１７が左方向に移動して、除霜用連結体２７の中間部に設けられた係止部２８が第２ピストン２２に接当係止され、除霜用弁体１７が開弁位置をとる。
これにより、冷暖房システム１００において、除霜運転が行われる（詳細は後述）。

［直動式電磁弁５０の構成］
パイロット弁としての直動式電磁弁５０は、図３、図６、図９に拡大図示されているように、左端側外周に電磁コイル５１が外嵌固定された段付き円筒状の弁ケース５２を有し、該弁ケース５２に、左端側から順次、吸引子５５、圧縮コイルばねからなる第１ばね５６、第１プランジャ６１、圧縮コイルばねからなる第２ばね５７、及び、第２プランジャ６２が直列的に配在されており、前記段付き円筒状の弁ケース５２における段差部分は、第２プランジャ６２の右方向への移動を阻止するストッパ６５となっている。なお、ストッパの構成としては、例えば弁ケース５２とは別体のものを弁ケース５２の内周にろう付け等により固定した構成等でもよい。弁ケース５２の左端部は、吸引子５５の鍔状部（外周段丘部）に溶接等により密封接合されている。

吸引子５５の左側には、厚肉円板状の永久磁石５３が、間に磁性金属材料からなるプレート５４を挟んで、電磁コイル５１を覆う断面溝形状のカバーケース５８の一端側板状部と共に、前記吸引子５５にねじ込まれたボルト５９により共締め固定されている。

永久磁石５３は、厚み方向に異極に着磁されて、吸引子５５に対して直列に配置され、プランジャ６１を吸引子５５側に引き寄せる方向に磁束を発生するようになっている。

第１プランジャ６１及び第２プランジャ６２は、それぞれ第１弁体７１及び第２弁体７２を伴って（後述）、弁ケース５２内を軸方向（弁ケース５２の中心線Ｏに沿う方向）に摺動自在に配在されており、第１ばね５６は吸引子５５と第１プランジャ６１との間に縮装されて第１プランジャ６１を吸引子５５から引き離す方向に付勢し、第２ばね５７は第１プランジャ６１と第２プランジャ６２との間に縮装されて第２プランジャ６２を第１プランジャ６１から引き離す方向に付勢するようになっている。

第２ばね５７は、第１ばね５６よりばね力（ばね常数）が大きいものが使用されており、電磁コイル５１に通電されていないとき（ＯＦＦ時）には、第１プランジャ６１は第１ばね５６による右方付勢力と第２ばね５７による左方付勢力とが均衡した位置（非吸引位置）に配置される。

第２プランジャ６２の左側外周部には、第１プランジャ６１と第２プランジャ６２とが直接接触することを阻止、言い換えれば、両者間に若干の間隙をあけるべく、合成樹脂等の非磁性材料からなる短円筒状の接触阻止部材６４がインサート成形等により一体に結合されている（接触阻止状態は図９を参照）。なお、接触阻止部材としては、上記構成のものに限られず、合成樹脂等の非磁性材料からなるシート状ないし板状のものを、それらのうちの一方の接触する可能性のある面に貼り付ける、あるいは接触する可能性のある面間に介装する等の構成を採用してもよい。

ここで、本実施形態の直動式電磁弁５０においては、初期状態、つまり、電磁コイル５１に通電されていないとき（＝通電ＯＦＦ時＝印加電圧が０ボルトのとき）には、図３に示される如くに、第１ばね５６及び第２ばね５７の付勢力により、第２プランジャ６２がストッパ６５に接当係止された非吸引位置［Ｘ４］をとるとともに、第１プランジャ６１が吸引子５５と第２プランジャ６２との中間の非吸引位置［Ｘ２］をとる。後述するように、この状態が第１ポジションiとされ、当該冷暖房システム１００において冷房運転が行われる。

上記のように、第１プランジャ６１と第２プランジャ６２が共に非吸引位置［Ｘ２］、［Ｘ４］（図３に示される第１ポジションi）にある通電ＯＦＦ時に、電磁コイル５１に電圧Ｖ１を印加すると、図６に示される如くに、第１プランジャ６１が第１ばね５６の付勢力に抗して吸引子５５に引き寄せられた吸引位置（ここでは、完全に吸着した位置）［Ｘ１］をとるが、第２プランジャ６２はストッパ６５に接当係止された非吸引位置［Ｘ４］をとったままとなる。

この状態において、電磁コイル５１への通電をＯＦＦにすると、永久磁石５３の磁力により第１プランジャ６１は吸引位置［Ｘ１］で保持されたままとなるとともに、第２プランジャ６２も非吸引位置［Ｘ４］をとったままとなる（図６に示される状態から変化しない）。後述するように、この状態が第２ポジションiiとされ、当該冷暖房システム１００において暖房運転が行われる。

上記のように、第１プランジャ６１が吸引位置［Ｘ１］、第２プランジャ６２が非吸引位置［Ｘ４］（図６に示される第２ポジションii）にあるとき、電磁コイル５１に極性を反転させた電圧−Ｖ１（離間電圧と称することがある）を印加すると、吸引子５５及び第１プランジャ６１の極性が反転するため、第１ばね５６の付勢力が永久磁石５３の磁気吸引力に打ち勝って、吸引位置［Ｘ１］で保持されていた第１プランジャ６１が吸引子５５から離れ、第２プランジャ６２は非吸引位置［Ｘ４］をとったままとなり、その後、通電をＯＦＦにすると、図３に示される如くの第１ポジションiに戻る。

一方、第１プランジャ６１が吸引位置［Ｘ１］、第２プランジャ６２が非吸引位置［Ｘ４］（図６に示される第２ポジションii）にあるとき、電磁コイル５１に前記電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２を印加すると、図９に示される如くに、第１プランジャ６１が吸引位置［Ｘ１］で保持されたままで、第２プランジャ６２が第２ばね５７の付勢力に抗して第１プランジャ６１側に引き寄せられた吸引位置［Ｘ３］をとる。この状態では、接触阻止部材６４により、第１プランジャ６１と第２プランジャ６２との間に若干の間隙が形成される。後述するように、この状態が第３ポジションiiiとされ、当該冷暖房システム１００において除霜運転が行われる。

上記のように第１プランジャ６１と第２プランジャ６２が共に吸引位置［Ｘ１］、［Ｘ３］（図９に示される第３ポジションiii）にあるとき、電磁コイル５１への通電をＯＦＦにすると、永久磁石５３の磁力により第１プランジャ６１は吸引位置［Ｘ１］で保持されたままであるが、第２プランジャ６２は第２ばね５７の付勢力により非吸引位置［Ｘ４］に戻される（図６に示される第２ポジションii状態に戻される）。

さらに、上記のように、第１プランジャ６１と第２プランジャ６２が共に非吸引位置［Ｘ２］、［Ｘ４］（図１に示される第１ポジションi）にある通電ＯＦＦ時に、電磁コイル５１に前記電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２を印加すると、図９に示される如くに、第１プランジャ６１が第１ばね５６の付勢力に抗して吸引子５５に引き寄せられた吸引（吸着）位置［Ｘ１］をとるとともに、第２プランジャ６２が第２ばね５７の付勢力に抗して第１プランジャ６１側に引き寄せられた吸引位置［Ｘ３］をとる。前記したように、この状態が第３ポジションiiiとされ、この状態では、接触阻止部材６４により、第１プランジャ６１と第２プランジャ６２との間に若干の間隙が形成される。

上記のように第１プランジャ６１と第２プランジャ６２が共に吸引位置［Ｘ１］、［Ｘ３］（図９に示される第３ポジションiii）にあるとき、電磁コイル５１に極性を反転させた電圧−Ｖ１又は−Ｖ２を印加すると、第１ばね５６の付勢力が永久磁石５３の磁気吸引力に打ち勝って、吸引位置［Ｘ１］で保持されていた第１プランジャ６１が吸引子５５から離れるとともに、第２プランジャ６２も第２ばね５７の付勢力により第１プランジャ６１から遠ざけられ、その後、通電をＯＦＦにすると、図３に示される如くの第１ポジションiに戻る。

一方、弁ケース５２の右端開口部には、高圧冷媒を導入するため細管挿着口（主ポートｐ６）を有するフィルタ付き蓋部材６６が溶接・ろう付け・かしめ等により気密的に取着されており、蓋部材６６と第２プランジャ６２と弁ケース５２とで囲まれる領域が弁室６０となっている。弁室６０には、蓋部材６６の細管挿着口（主ポートｐ６）に気密的に挿着された可撓性を有する第６細管＃６を介して前記吐出側高圧ポートＤから高温高圧の冷媒が導入されるようになっている。

また、弁ケース５２における第２プランジャ６２と蓋部材６６との間には、その上面が平坦な弁シート面とされた弁座７０がろう付け等により気密的に接合されており、この弁座７０の弁シート面には、５個のポートｐ１〜ｐ５が弁ケース５２の長手方向（左右方向）に沿って所定間隔をあけて開口せしめられており、各ポートｐ１〜ｐ５には、それぞれ細管＃１〜＃５（の一端部）が気密的に挿着固定されている。

詳細には、弁座７０の弁シート面には、左端側から順次、第１作動室３１に第１細管＃１を介して接続される第１ポートｐ１、吸入側低圧ポートＳに第２細管＃２を介して接続される第２ポートｐ２、第２作動室３２に第３細管＃３を介してして接続される第３ポートｐ３、吸入側低圧ポートＳに第４細管＃４を介して接続される第４ポートｐ４、及び第３作動室３３に第５細管＃５を介して接続される第５ポートｐ５が左右方向に等間隔をあけて横並びに開口せしめられている。

そして、弁座７０の弁シート面上には、第１弁体７１と第２弁体７２とが摺動自在に対接せしめられている。

第１弁体７１と第２弁体７２とは、同一寸法形状であり、それぞれ平面視で大判半体と小判半体とを合わせたような形状とされ、それらの小判半体側を対向させるように平面視横並びに配在されている。両弁体７１、７２には、弁座７０の弁シート面に開口する５個のポートｐ１〜ｐ５のうちの隣り合うポートｐ１−Ｐ２間、ｐ２−ｐ３間、ｐ３−ｐ４間、ｐ４−ｐ５間を連通させ得るような大きさの凹部７１ａ、７２ａが設けられている。

第１弁体７１と第２弁体７２とは、前記吸引子５５から離れる方向の移動（右行）を前進、前記吸引子５５に近づく方向の移動（左行）を後退として、それぞれ異なる前進位置と後退位置の２つの位置を相互に干渉することなくとり得るようにされている。すなわち、第１弁体７１は、第１プランジャ６１の移動に伴って、常に第２弁体７２より左側の前進位置［Ｙ２］と後退位置［Ｙ１］とをとり、第２弁体７２は、第２プランジャ６２の移動に伴って、常に第１弁体７１より右側の前進位置［Ｙ４］と後退位置［Ｙ３］とをとる。

詳細には、第１プランジャ６１には、第２プランジャ６２にその左側半体７５Ａの大径部７５ｂが摺動自在に嵌挿された第１弁体ホルダ７５の左端小径部７５ａがかしめ等により連結固定され、該左側半体７５Ａの右端板状部７５ｃには、第１弁体ホルダ７５における右側半体７５Ｂの基端部が、第１弁体７１及び第２弁体７２を厚み方向（上下方向）に付勢する板ばね６８の基端部と共に、リベット等により連結固定されている。第１弁体ホルダ７５の右側半体７５Ｂの右端近くには角丸矩形の開口７７が形成されており、該開口７７には、第１弁体７１が厚み方向に摺動可能に嵌合せしめられている。なお、ここでは、開口７７の幅方向及び左右方向の長さは、第１弁体７１の幅方向及び左右方向の長さと略同じとされている。

一方、第２プランジャ６２には、第１弁体ホルダ７５の真下に配置されてその右端部が第１弁体ホルダ７５の右端部より右側に位置する第２弁体ホルダ７６の左端部が溶接等により連結固定され、該第２弁体ホルダ７６の右端側には、幅方向内方に突き出る一対の係止部７９が設けられた細長い角丸矩形の、かつ前記開口７７と同幅の開口７８が形成されている。開口７８における係止部７９より左側部分７８Ａは、第１弁体７１が左右方向及び厚み方向に摺動可能に嵌合せしめられている。この左側部分７８Ａの左右方向の長さは、第１弁体７１が第１プランジャ６１の移動に伴って前進位置［Ｙ２］と後退位置［Ｙ１］との間を行き来する際に干渉しないような長さに設定されている。

また、開口７８における係止部７９より右側部分７８Ｂは、第２弁体７２が左右方向及び上下方向に摺動可能に嵌合し、かつ、第２プランジャ６２が右方向に移動（吸引位置［Ｘ３］から非吸引位置［Ｘ４］へ移動）するときには、係止部７９が第２弁体７２を前進位置［Ｙ４］まで押動し、第２プランジャ６２が左方向に移動（非吸引位置［Ｘ４］から吸引位置［Ｘ３］へ移動）するときは、開口７８の右端が第２弁体７２を後退位置［Ｙ３］まで押動するように、当該開口７８の寸法形状が設定されている。

ここで、本実施形態では、第１プランジャ６１が非吸引位置［Ｘ２］をとるとき、第１弁体７１が前進位置［Ｙ２］をとり、第１弁体７１の前進位置［Ｙ２］は、該第１弁体７１が第２ポートｐ２及び第３ポートｐ３上に位置してそれらを連通させる位置とされる。

また、第２プランジャ６２が非吸引位置［Ｘ４］をとるとき、第２弁体７２が前進位置［Ｙ４］をとり、第２弁体７２の前進位置［Ｙ４］は、該第２弁体７２が第４ポートｐ４及び第５ポートｐ５上に位置してそれらを連通させる位置とされる。

また、第１プランジャ６１が吸引位置［Ｘ１］をとるとき、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］をとり、第１弁体７１の後退位置［Ｙ１］は、該第１弁体７１が第１ポートｐ１及び第２ポートｐ２上に位置してそれらを連通させる位置とされる。

また、第２プランジャ６２が吸引位置［Ｘ３］をとるとき、第２弁体７２が前進位置［Ｙ３］をとり、第２弁体７２の後退位置［Ｙ３］は、該第２弁体７２が第３ポートｐ３及び第４ポートｐ４上に位置してそれらを連通させる位置とされる。

したがって、本実施形態の直動式電磁弁５０では、第１弁体７１と第２弁体７２の位置の組み合わせにより、合計で３ポジション（第１ポジションi、第２ポジションii、第３ポジションiii）間での切り換えが可能となっている。

すなわち、第１ポジションiでは、第１弁体７１が前進位置［Ｙ２］、第２弁体７２が前進位置［Ｙ４］をとり、このときは、第１ポートｐ１が開かれ、第２ポートｐ２−第３ポートｐ３、及び、第４ポートｐ４−第５ポートｐ５が連通し、後述するように、冷房運転が行われる。

第２ポジションiiでは、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］、第２弁体７２が前進位置［Ｙ４］をとり、このときは、第３ポートｐ３が開かれ、第１ポートｐ１−第２ポートｐ２、及び、第４ポートｐ４−第５ポートｐ５が連通し、後述するように、暖房運転が行われる。

第３ポジションiiiでは、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］、第２弁体７２が後退位置［Ｙ３］をとり、このときは、第５ポートｐ５が開かれ、第１ポートｐ１−第２ポートｐ２、及び、第３ポートｐ３−第４ポートｐ４が連通し、後述するように、除霜運転が行われる。

そして、第１ポジションiから第２ポジションiiへの切り換え及びその逆（ii→i）の切り換え、第２ポジションiiから第３ポジションiiiへの切り換え及びその逆（iii→ii）の切り換え、並びに、第１ポジションiから第３ポジションiiiへの切り換え及びその逆（iii→i）の切り換えが可能とされている。

なお、上記直動式電磁弁５０は、取付具６９を介して五方弁本体１０の背面側に取付けられる。

［直動式電磁弁５０を含む五方切換弁１全体の動作］
次に、直動式電磁弁５０を含む五方切換弁１全体並びに冷暖房システム１００の動作を説明する。

図１０は、冷暖房システム１００の動作状態（Ａ、Ａ１、Ｂ、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ、Ｃ１）毎に各部の動作及び位置を示す一覧表である。本実施形態では、除霜（運転）を暖房運転時に行うようにされるので、運転状態の移行パターンは、Ａ（冷房）→Ｂ１→Ｂ（暖房）→Ａ１→Ａ（冷房）のパターンと、Ｂ（暖房）→Ｃ１→Ｃ（除霜）→Ｂ２→Ｂ（暖房）のパターンの二つとなり、除霜→冷房や冷房→除霜の移行パターンは存在しない。すなわち、ポジションで見れば、i→ii、ii→i、ii→iii、及びiii→iiの切換パターンが使用されているが、iii→iやi→iiiの切換パターンは使用されていない（前述したように、iii→iやi→iiiの切り換えも可能であるが、使用はされていない）。

＜Ａ：冷房運転（第１ポジションi） 図１、図２、図３＞
前記電磁コイル５１への通電ＯＦＦ時（初期状態）には、第１ばね５６及び第２ばね５７の付勢力により、第２プランジャ６２がストッパ６５に接当係止された非吸引位置［Ｘ４］をとるとともに、第１プランジャ６１が吸引子５５と第２プランジャ６２との中間の非吸引位置［Ｘ２］をとり、それに伴い、第１弁体７１が前進位置［Ｙ２］、第２弁体７２も前進位置［Ｙ４］をとる（第１ポジションi）。これにより、第１ポートｐ１が開かれ、第２ポートｐ２と第３ポートｐ３が連通するとともに、第４ポートｐ４と第５ポートｐ５が連通し、吐出側高圧ポートＤ→直動式電磁弁５０の弁室６０→第１ポートｐ１→第１細管＃１を介して第１作動室３１に高温高圧の冷媒が導入されるとともに、第２作動室３２が第３細管＃３→第２細管＃２を介して、また、第３作動室３３が第５細管＃５→第４細管＃４を介して、それぞれ吸入側低圧ポートＳに接続されるので、第１作動室３１の圧力が第２及び第３作動室３２、３３の圧力より高くなる。それにより、図１に示される如くに、第３ピストン２３が右端蓋部材１１Ｂに接当係止された位置、第２ピストン２２が除霜用連結体２７の中間部に設けられた係止部２８に接当係止された位置、第１ピストン２１が右端位置をとり、それに伴い、主弁体１５が冷房運転位置（右端位置）をとり、また、除霜用弁体１７が閉弁位置をとる。

これにより、圧縮機１１０から高温高圧の冷媒が吐出側高圧ポートＤ→主弁室１２→室外側入出ポートＣ→室外熱交換器１２０に導かれ、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁１６０に導入される。この膨張弁１６０により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒が、室内熱交換器１３０に導入され、ここで室内空気と熱交換（冷房）して蒸発し、室内熱交換器１３０からは低温低圧の冷媒が室内側入出ポートＥ→主弁体１５内→吸入側低圧ポートＳを介して圧縮機１１０の吸入側に戻され、冷暖房システム１００において、冷房運転が行われる。

＜Ｂ１：冷房運転→暖房運転（i→ii） 図４、図５、図６＞
冷房運転から暖房運転へ移行させるには、電磁コイル５１に電圧Ｖ１を印加する。これにより、第１プランジャ６１が第１ばね５６の付勢力に抗して吸引子５５に引き寄せられた吸引位置［Ｘ１］をとるが、第２プランジャ６２はストッパ６５に接当係止された非吸引位置［Ｘ４］をとったままとなり、それに伴い、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］、第２弁体７２が前進位置［Ｙ４］をとる（第２ポジションii）。これにより、第３ポートｐ３が開かれ、第１ポートｐ１と第２ポートｐ２が連通するとともに、第４ポートｐ４と第５ポートｐ５が連通し、吐出側高圧ポートＤ→直動式電磁弁５０の弁室６０→第３ポートｐ３→第３細管＃３を介して第２作動室３２に高温高圧の冷媒が導入されるとともに、第１作動室３１が第１細管＃１→第２細管＃２を介して、また、第３作動室３３が第５細管＃５→第４細管＃４を介して、それぞれ吸入側低圧ポートＳに接続されるので、第２作動室３２の圧力が第１及び第３作動室３１、３３の圧力より高くなる。それにより、図４に示される如くに、第１、第２ピストン２１、２２及び主弁体１５が左方向に移動して第１ピストン２１が左端蓋部材１１Ａに接当係止され、主弁体１５が暖房運転位置（左端位置）をとり、また、第３ピストン２３は、右端蓋部材１１Ｂに接当係止されたままとなって、除霜用弁体１７が閉弁位置を維持したままとなる。

これにより、圧縮機１１０から高温高圧の冷媒が吐出側高圧ポートＤ→主弁室１２→室内側入出ポートＥ→室内熱交換器１３０に導かれ、ここで室内空気と熱交換（暖房）して蒸発し、高圧の二相冷媒となって膨張弁１６０に導入される。この膨張弁１６０により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒が、室外熱交換器１２０に導入され、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、室外熱交換器１２０からは低温低圧の冷媒が室外側入出ポートＣ→主弁体１５内→吸入側低圧ポートＳを介して圧縮機１１０の吸入側に戻され、冷暖房システム１００において、冷房運転から暖房運転に移行する。

＜Ｂ：暖房運転（第２ポジションii） 図４、図５、図６＞
暖房運転に移行後に、電磁コイル５１への通電をＯＦＦにすると、永久磁石５３の磁力により第１プランジャ６１は前記吸引位置［Ｘ１］で保持されたままとなるとともに、第２プランジャ６２も前記非吸引位置［Ｘ４］をとったままとなり、それに伴い、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］、第２弁体７２が前進位置［Ｙ４］をとったままとされる（第２ポジションii）。これにより、主弁体１５が暖房運転位置を、また、除霜用弁体１７が閉弁位置をそれぞれとったままとなり、前記冷暖房システム１００では暖房運転が継続される。

＜Ａ１：暖房運転→冷房運転（ii→i） 図１、図２、図３＞
上記暖房運転継続時（通電ＯＦＦ時）において、電磁コイル５１に極性を反転させた電圧−Ｖ１を印加すると、永久磁石５３の磁力により前記吸引位置［Ｘ１］で保持されていた第１プランジャ６１が第１ばね５６の付勢力により前記非吸引位置［Ｘ２］に戻るとともに、第２プランジャ６２は前記非吸引位置［Ｘ４］をとったままとされ、それに伴い、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］から前進位置［Ｙ２］へ移動するが、第２弁体７２は前進位置［Ｙ４］のままとなる（第１ポジションi）。これにより、主弁体１５が右方向に移動して冷房運転位置をとるとともに、除霜用弁体１７が閉弁位置をとり、前記冷暖房システムでは暖房運転から冷房運転に移行し、その後、電磁コイル５１への通電をＯＦＦにしても、冷房運転が継続される。

＜Ｃ１、Ｃ：通常の暖房運転→除霜運転（ii→iii） 図７、図８、図９＞
上記通常の暖房運転継続時（通電ＯＦＦ時）において、電磁コイル５１に前記電圧Ｖ１より高い電圧Ｖ２を印加すると、第１プランジャ６１が前記吸引位置［Ｘ１］で保持されたままで、第２プランジャ６２が第２ばね５７の付勢力に抗して第２プランジャ６２側に引き寄せられた吸引位置［Ｘ３］をとり、それに伴い、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］、第２弁体７２も後退位置［Ｙ３］をとる（第３ポジションiii）。これにより、第５ポートｐ５が開かれ、第１ポートｐ１と第２ポートｐ２が連通するとともに、第３ポートｐ３と第４ポートｐ４が連通し、吐出側高圧ポートＤ→直動式電磁弁５０の弁室６０→第５ポートｐ５→第５細管＃５を介して第３作動室３３に高温高圧の冷媒が導入されるとともに、第１作動室３１が第１細管＃１→第２細管＃２を介して、また、第２作動室３２が第３細管＃３→第４細管＃４を介して、それぞれ吸入側低圧ポートＳに接続されるので、第３作動室３３の圧力が第１及び第２作動室３１、３２の圧力より高くなる。それにより、図７に示される如くに、第１、第２ピストン２１、２２及び主弁体１５が暖房運転位置（左端位置）を維持したまま、第３ピストン２３及び除霜用弁体１７が左方向に移動して、除霜用連結体２７の中間部に設けられた係止部２８が第２ピストン２２に接当係止され、除霜用弁体１７が開弁位置をとる。

これにより、冷暖房システム１００において、暖房運転が継続されながら、主弁室１２に導入された高温高圧の冷媒の一部が除霜用ポートＪを介して室外熱交換器１２０における膨張弁１６０側の入出口に導かれ、そのため、当該室外熱交換器１２０が発熱して霜取り（除霜運転）が行われる。

＜Ｂ２：除霜運転→通常の暖房運転（iii→ii） 図４、図５、図６＞
上記除霜運転時において、電磁コイルへ５１への通電をＯＦＦにすると、永久磁石５３の磁力により第１プランジャ６１は前記吸引位置［Ｘ１］で保持されたままとなるとともに、第２プランジャ６２は第２ばね５７の付勢力により前記非吸引位置［Ｘ４］に戻され、それに伴い、第１弁体７１が後退位置［Ｙ１］をとったまま、第２弁体７２が後退位置［Ｙ３］から前進位置［Ｙ４］へと移動する（第２ポジションii）。これにより、主弁体１５が暖房運転位置（左端位置）をとったままで、除霜用弁体１７が右方向に移動して閉弁位置をとり、前記冷暖房システム１００では室外熱交換器１２０の除霜が停止され、通常の暖房運転が継続される。

［実施形態の効果］
以上のように、本実施形態の五方切換弁１においては、電磁コイル５１への印加電圧に応じて、第１プランジャ６１及び第２プランジャ６２がそれぞれ異なる吸引位置と非吸引位置とをとるようにされ、それに伴い、第１弁体７１及び第２弁体７２もそれぞれ異なる前進位置と後退位置とをとるようにされ、第１弁体７１と第２弁体７２の位置の組み合わせにより、全体では合計で３ポジション間での切り換えが可能とされるので、直動式電磁弁５０に前記３ポジションのうちのいずれかを選択的にとらせることにより、第１、第２、及び第３作動室３１、３２、３３への高圧冷媒の導入・排出を制御することができ、これにより、冷凍サイクルにおける四方切換弁による流路切換と除霜用開閉弁の開閉とを本実施形態の直動式電磁弁５０一つのみで行うことが可能となり、そのため、比較的シンプルな構成のもとで、冷房運転、暖房運転、及び暖房運転時における室外熱交換器１２０の除霜を行うことができる。

また、主弁室と作動室間の均圧等を行わなくてもよいので、除霜時における高圧冷媒漏れが発生せず、運転移行動作を、何ら制約を受けずに迅速に行うことができる。

また、直動式電磁弁５０に永久磁石５３を付設して自己保持タイプの電磁弁としているので、冷房→暖房運転移行後、暖房→冷房運転移行後、及び、除霜→通常の暖房運転移行後には、通電が不要となり、省エネ化が図られる。

なお、上記直動式電磁弁５０が自己保持タイプのものとなっている関係上、停電等により、第１プランジャ６１が永久磁石５３の磁力により吸引子５５に吸着した吸引位置［Ｘ１］にあるのか非吸引位置［Ｘ２］にあるのか不明になった際には、運転再開当初に、電磁コイル５１に電圧Ｖ１を印加して第１プランジャ６１を一度吸引位置［Ｘ１］にして、その位置を把握してから制御を開始するようにすればよい。

１ 五方切換弁
１０ 五方弁本体（五方切換弁本体）
１１ シリンダ部
１２ 主弁室
１４ 主弁座
１５ 主弁体
１６ 除霜用弁座
１７ 除霜用弁体
２１ 第１ピストン
２２ 第２ピストン
２３ 第３ピストン
３１ 第１作動室
３２ 第２作動室
３３ 第３作動室
５０ 直動式電磁弁
５１ 電磁コイル
５３ 永久磁石
５５ 吸引子
５６ 第１ばね
５７ 第２ばね
６０ 弁室
６１ 第１プランジャ
６２ 第２プランジャ
６４ 接触阻止部材
６５ ストッパ
７０ 弁座
７１ 第１弁体
７２ 第２弁体
７５ 第１弁体ホルダ
７６ 第２弁体ホルダ
ｐ１〜ｐ５ 第１〜第５ポート
ｐ６ 主ポート
＃１〜＃６ 第１〜第６細管
Ｄ 吐出側高圧ポート
Ｓ 吸入側低圧ポート
Ｃ 室外側入出ポート
Ｅ 室内側入出ポート
Ｊ 除霜用ポート
１００ ヒートポンプ式冷暖房システム
１１０ 圧縮機
１２０ 室外熱交換器
１３０ 室内熱交換器
１６０ 膨張弁

Claims (18)

1. 圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、膨張弁、及び四方切換弁を具備して構成される冷凍サイクルに、除霜用開閉弁を有するデフロスト回路が組み込まれているヒートポンプ式冷暖房システムに使用される五方切換弁における五方切換弁本体であって、
   ３個のピストンが内蔵され、該３個のピストンにより主弁室と３つの作動室が画成されるとともに、前記主弁室に、前記四方切換弁の本体部と前記除霜用開閉弁の本体部とが設けられ、
   前記３つの作動室への高圧冷媒の導入・排出を行うことにより、前記冷暖房システムにおいて冷房運転、暖房運転、及び暖房運転時における前記室外熱交換器の除霜を行うようにされていることを特徴とする五方切換弁本体。
2. その一端側から順次、第１作動室、第１ピストン、前記主弁室、第２ピストン、第２作動室、第３ピストン、及び第３作動室が配在され、前記主弁室に、前記圧縮機の吐出側に接続される吐出側高圧ポートが設けられるとともに、その上面が弁シート面とされた、前記四方切換弁の主弁座と前記除霜用開閉弁の除霜用弁座が設けられ、前記主弁座の弁シート面には、一端側から順次、前記室外熱交換器に接続される室外側入出ポート、前記圧縮機の吸入側に接続される吸入側低圧ポート、及び前記室内熱交換器に接続される室内側入出ポートが開口せしめられるとともに、前記除霜用弁座の弁シート面には、前記室外熱交換器における前記膨張弁側の入出口に接続される除霜用ポートが開口せしめられていることを特徴とする請求項１に記載の五方切換弁本体。
3. 前記主弁座の弁シート面には、前記室外側入出ポートを開きかつ前記吸入側低圧ポートと前記室内側入出ポートとを連通させる冷房運転位置と、前記室内側入出ポートを開きかつ前記吸入側低圧ポートと前記室外側入出ポートとを連通させる暖房運転位置とを選択的にとり得る断面逆立椀形状の主弁体が摺動自在に対接せしめられるとともに、前記除霜用弁座の弁シート面には、前記除霜用ポートを開閉すべく除霜用弁体が摺動自在に対接せしめられていることを特徴とする請求項２に記載の五方切換弁本体。
4. 前記第１ピストンと前記第２ピストンとは、主連結体により一体移動可能に連結され、前記主連結体に、前記主弁体が前記第１及び第２ピストンの往復移動に伴って前記冷房運転位置と前記暖房運転位置との間を行き来するように連結、嵌合、もしくは係合せしめられていることを特徴とする請求項３に記載の五方切換弁本体。
5. 前記第３ピストンには、前記第２ピストンにその一端側が摺動自在に刺し通された除霜用連結体の他端部が連結され、該除霜用連結体の一端側に、前記除霜用弁体が前記第３ピストンの往復移動に伴って前記除霜用ポートを閉じる位置と開く位置との間を行き来するように連結、嵌合、もしくは係合せしめられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の五方切換弁本体。
6. その一端に、前記第１ピストンの一方向への移動を阻止するストッパを兼ねる一端側蓋部材が固着され、その他端に、前記第３ピストンの他方向への移動を阻止するストッパを兼ねる他端側蓋部材が固着され、前記除霜用連結体の中間部には、前記第２ピストンにおける前記第２作動室側の面に接当する係止部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の五方切換弁本体。
7. 前記主弁体が前記暖房運転位置にあるときにおいて、前記第１作動室を前記吐出側高圧ポートに連通させるとともに、前記第２作動室及び前記第３作動室を前記吸入側低圧ポートに連通させることにより、前記第１作動室に高圧冷媒が導入されるとともに、前記第２作動室から高圧冷媒が排出され、前記第１作動室の圧力が前記第２及び第３作動室の圧力より高くなり、それにより、前記主弁体が他方向に移動して前記冷房運転位置をとるとともに、前記除霜用弁体が閉弁位置をとり、
   前記主弁体が前記冷房運転位置にあるときにおいて、前記第２作動室を前記吐出側高圧ポートに連通させるとともに、前記第１作動室及び前記第３作動室を前記吸入側低圧ポートに連通させることにより、前記第２作動室に高圧冷媒が導入されるとともに、前記第１作動室から高圧冷媒が排出され、前記第２作動室の圧力が前記第１及び第３作動室の圧力より高くなり、それによって、前記主弁体が一方向に移動して前記暖房運転位置をとるとともに、前記除霜用弁体が閉弁位置をとり、
   前記主弁体が前記暖房運転位置にあるときにおいて、前記第３作動室を前記吐出側高圧ポートに連通させるとともに、前記第１作動室及び前記第２作動室を前記吸入側低圧ポートに連通させることにより、前記第３作動室に高圧冷媒が導入されるとともに、前記第２作動室から高圧冷媒が排出され、前記第３作動室の圧力が前記第１及び第２作動室の圧力より高くなり、それによって、前記除霜用弁体が閉弁位置から開弁位置に移動するようにされていることを特徴とする請求項６に記載の五方切換弁本体。
8. 請求項１から７のいずれかに記載の五方切換弁本体と、
   電磁コイルへの印加電圧に応じて、直列的に配在された第１プランジャ及び第２プランジャがそれぞれ異なる非吸引位置と吸引位置とをとるようにされ、それに伴い、前記第１プランジャに押し引きされる第１弁体及び前記第２プランジャに押し引きされる第２弁体もそれぞれ異なる前進位置と後退位置とをとるようにされ、その２個の弁体の位置の組み合わせにより、全体では合計で３ポジション間での切り換えが可能とされた、パイロット弁としての単一の直動式電磁弁とを備え、
   前記直動式電磁弁に前記３ポジションのうちのいずれかを選択的にとらせて前記３つの作動室への高圧冷媒の導入・排出を制御するようにされていることを特徴とする五方切換弁。
9. 前記直動式電磁弁は、弁ケースの一端側外周に電磁コイルが外嵌固定されるとともに、一端側から順次、永久磁石、吸引子、圧縮コイルばねからなる第１ばね、第１プランジャ、圧縮コイルばねからなる第２ばね、及び、第２プランジャが直列的に配在され、前記第２プランジャより他端側に、該第２プランジャの他端側への移動を阻止するストッパ及び主ポートが設けられるとともに、その弁シート面に５個のポートが一端から他端に向かって横並びに開口せしめられた弁座が設けられ、
   前記弁座の弁シート面には、前記ポートの開閉及び／又はポート間の連通遮断を行うべく、前記第１プランジャに押し引きされる第１弁体と前記第２プランジャに押し引きされる第２弁体とが横並びに配在されて摺動自在に対接せしめられ、
   前記電磁コイルへの印加電圧に応じて、前記第１及び第２プランジャがそれぞれ異なる非吸引位置と吸引位置とをとるとともに、前記第１及び第２弁体が前記第１及び第２プランジャに連動してそれぞれ異なる前進位置と後退位置とをとるようにされ、前記第１及び第２弁体の位置の組み合わせにより、全体では、少なくとも３ポジション間での切り換えが可能とされていることを特徴とする請求項８に記載の五方切換弁。
10. 前記電磁コイルへの通電がオフのときには、前記第１ばね及び前記第２ばねの付勢力により、前記第１プランジャが前記吸引子と前記第２プランジャとの中間の非吸引位置をとるとともに、前記第２プランジャが前記ストッパに接当係止された非吸引位置をとり、
    この状態において、前記電磁コイルに電圧を印加すると、前記第１プランジャが前記第１ばねの付勢力に抗して前記吸引子に引き寄せられた吸引位置をとるが、前記第２プランジャは前記ストッパに接当係止された非吸引位置をとったままとなり、
    この状態において、前記電磁コイルへの通電をオフにすると、前記永久磁石の磁力により前記第１プランジャは前記吸引位置で保持されたままとなるとともに、前記第２プランジャも前記非吸引位置をとったままとなり、
    該通電オフ時において、前記電磁コイルに極性を反転させた電圧を印加すると、前記永久磁石の磁力により前記吸引位置で保持されていた前記第１プランジャが前記第１ばねの付勢力により前記非吸引位置に戻るとともに、前記第２プランジャは前記非吸引位置をとったままとなるようにされていることを特徴とする請求項９に記載の五方切換弁。
11. 前記永久磁石の磁力により前記第１プランジャが前記吸引位置で保持され、かつ、前記第２プランジャも前記非吸引位置をとっている状態において、前記電磁コイルに前記電圧より高い電圧を印加すると、前記第１プランジャが前記吸引位置で保持されたままで、前記第２プランジャが前記第２ばねの付勢力に抗して前記第１プランジャ側に引き寄せられた吸引位置をとり、その後、前記電磁コイルへの通電をオフにすると、前記永久磁石の磁力により前記第１プランジャは前記吸引位置で保持されたままで、前記第２プランジャは前記第２ばねの付勢力により前記非吸引位置に戻されるようにされていることを特徴とする請求項１０に記載の五方切換弁。
12. 前記第１プランジャが前記非吸引位置をとるとともに、前記第２プランジャも前記非吸引位置をとっている状態において、前記電磁コイルに前記電圧より高い電圧を印加すると、前記第１プランジャが前記第１ばねの付勢力に抗して前記吸引子に引き寄せられた吸引位置をとるとともに、前記第２プランジャが前記第２ばねの付勢力に抗して前記第１プランジャ側に引き寄せられた吸引位置をとり、この状態において、前記電磁コイルに極性を反転させた電圧を印加すると、前記第１プランジャが前記第１ばねの付勢力により前記非吸引位置に戻るとともに、前記第２プランジャも前記第２ばねの付勢力により前記非吸引位置に戻るようにされていることを特徴とする請求項１０に記載の五方切換弁。
13. 前記直動式電磁弁の弁シート面には、一端側から順次、第１ポート、第２ポート、第３ポート、第４ポート、及び第５ポートが横並びに開口せしめられ、前記第１弁体及び前記第２弁体には、隣り合う前記ポート間を連通させるための凹部が設けられていることを特徴とする請求項９から１２のいずれかに記載の五方切換弁。
14. 前記第１プランジャが前記非吸引位置をとると、前記第１弁体が前記前進位置をとって、前記第２ポートと前記第３ポートとを連通させ、
    前記第１プランジャが前記吸引位置をとると、前記第１弁体が前記後退位置をとって、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させ、
    前記第２プランジャが前記非吸引位置をとると、前記第２弁体が前記前進位置をとって、前記第４ポートと前記第５ポートとを連通させ、
    前記第２プランジャが前記吸引位置をとると、前記第２弁体が前記後退位置をとって、前記第３ポートと前記第４ポートとを連通させるように構成されていることを特徴とする請求項１３に記載の五方切換弁。
15. 前記第１プランジャには、前記第２プランジャにその一端側が摺動自在に嵌挿された第１弁体ホルダの一端部が連結固定され、該第１弁体ホルダの他端側に、前記第１弁体が前記第１プランジャに押し引きされて前記前進位置と前記後退位置とをとるように連結、嵌合、もしくは係合せしめられていることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載の五方切換弁。
16. 前記第２プランジャには、その他端部が前記第１弁体ホルダの他端部より他端側に位置する第２弁体ホルダの一端部が連結固定され、該第２弁体ホルダの他端側に、前記第２弁体が前記第２プランジャに押し引きされて前記前進位置と前記後退位置とをとるように連結、嵌合、もしくは係合せしめられていることを特徴とする請求項９から１５のいずれかに記載の五方切換弁。
17. 前記第１プランジャと前記第２プランジャとが直接接触することを阻止すべく、それらの間に非磁性材料からなる接触阻止部材が介装されていることを特徴とする請求項９から１６のいずれかに記載の五方切換弁。
18. 前記第２ばねのばね力が、前記第１ばねのばね力より大きいことを特徴とする請求項９から１７のいずれかに記載の五方切換弁。

Images