JPH01126479A - 冷凍サイクル用四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は冷凍サイクル、特にヒートポンプ型の空調機の
冷房・暖房の切換に用いる冷凍サイクル用四方弁に関す
るものである。

従来の技術 近年、冷凍サイクル用四方弁は、空調機のヒートポンプ
化が進むにつれ、その需要は急増しており、低コスト化
、信頼性向上、小型化等の要求が強くなっている。

従来の技術としては、例えば特公昭３５−１２６８９号
公報に示されている様な冷凍サイクル用四方弁がある。

以下図面を参照しながら、上述した従来の冷凍サイクル
用四方弁の一例について説明する。

第７図は従来の冷凍サイクル用四方弁の断面図を示すも
のである。１は密閉された円筒状弁本体、２．３は前記
弁本体の局面の両側に反対方向に接続された圧縮機１ｏ
１の吐出管と吸入管である。

４．６は前記吸入管３を中央にして両側に設けられた、
第一、第二の導管である。この第一の導管４は室内側熱
交換器（以下室内器）１０２に接続され、第二の導管６
は室外側熱交換器（以下室外器）１０３に接続されてい
る。上記４本の接続管２．３，４．５はそれぞれ弁本体
１内に開口しておシ、並設したら接続管２，４．５の開
口端は弁本体１の軸方向に面一にシート６で弁本体１に
固定されている。７は前記弁本体１の内部にあって、前
記シート６面を軸方向に摺動する摺動弁であり前記吸入
管３と第一の導管４、又は吸入管３と第二の導管５を択
一的に連通せしめる凹面７ａを有している。８．９は前
記摺動弁の両側に連結板１０で連結されて配設され微小
孔８ａ、９ａを有するピストン体である。１１．１２は
前記弁本体１の端面を密封する蓋である。１３．１４は
前記蓋１１゜１２の間の空間Ｒ４，Ｒ２に開口し、電磁
式パイロットパルグ１６の通電操作によシ前記吸入管３
と択一的に切換連通して低圧ガス導入する抽気管である
。

以上のように構成された冷凍サイクル用四方弁について
その動作を説明する。

電磁式パイロットパルプ１６の通電操作により抽気管１
３．１４を介して空間Ｒ１あるいは空間Ｒ２と吸入管３
を択一的に連通して空間内圧力を低下させると共にピス
トン体８，９の微小孔８ａ。

９ａを介して弁本体１内の吐出側圧力を反対側の空間に
導入して高圧とすることによシ、雨空間の高低圧力差で
ピストン体８．９に連結する摺動弁７を移動させ、吐出
管２よシ導入される高圧冷媒を第二の導管６と連通させ
しめて室内器１０２を凝縮器として用いて室内を暖房し
、又は高圧冷媒を第一の導管４と連通せしめて室外器１
０３を凝縮器に室内器１０２を蒸発器として室内器を冷
房するものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような構成では電磁式パイロット
パルプ１６の作動によυ高低圧の圧力変換を行い、その
圧力差によって弁を切換えているタメパイロットバルプ
そのものの付帯が不可欠であシ、コストが非常に高くな
シ購造が複雑であつた。また電磁式パイロットパルプ１
６と弁本体１が油気管１３．１４で接続されているため
、接続箇所が多く、コスト高とガス洩れの恐れを招いて
いた。また弁の作動は圧力差によって切換わるものであ
るため圧力差のない状態では作動不可となり、ある一定
の圧力差を必要とするため、空調機等が運転しなければ
切換えができず切換始めにおける運転ロスを生じるとい
う問題点を生じていた。

また、第一の導管４あるいは第二の導管６から吸入管３
への低圧側流路が摺動弁７の内側を１８００方向転換す
るため圧力損失が大きく、システムの効率を損うととも
に特に暖房サイクルでは室外器に着霜し易く、除霜頻度
が多くなっていた。

本発明は上記問題点に鑑み、構造を簡素化し、組立作業
性を向上させ、低コスト化を行うとともに特に暖房サイ
クルでの圧力損失を小さくしてシステム効率を高め、暖
房能力を向上し、暖房時の室外器への着霜を少くし除霜
頻度を減じ、加えて切換作動の信頼性を向上させ冷凍サ
イクル用四方弁を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題雑を解決するために本発明の冷凍サイクル用四
方弁は、弁本体を形成するシリンダ内面に圧縮機吐出側
に接続される吸入口を有する第一めバルブシートと、室
外側熱交換器、室内側熱交換器に各々接続される第一、
第二の導口を軸方向に並設した第二のバルブシートを互
いに平行して設けると共に、前記両バルブシートに挟ま
れた側面に圧縮機吸入側に接続される吐出口を設け、前
記シリンダの一開口端にシリンダ開口端の閉塞を平面形
状に形成した蓋を嵌合し、前記両バルブシートに当接シ
ールするスライダを両端に収納してトンネル状流路を構
成するホルダをソレノイドによシリンダ開口端に移動す
ることにより、前記吸入口あるいは吐出口と各々連通さ
れる導口を選択し、冷媒通路を切替える様構成したもの
である。

作　　用 本発明は上記した構成によってシステムの高低圧力差が
一対のスライダ及びホルダよ構成るトンネル状流路の内
外に加わってもスライダの圧力受圧面を微小に構成可能
なためスライダの先端に設けられたスライドシートリン
グの作動抗力（摩擦係数×作用力）は小さく、シリンダ
軸方向に移動するために要する切換力が大幅に低減でき
る。

また、シリンダの一開口端に嵌合した蓋のシリンダ開口
端の閉塞面が平面形状となっているので、暖房時におい
て第一の導口よシ流入した低圧側冷媒は、特に底面近傍
の流れが平面に沿って流れ、方向を乱されることなしに
、吐出口まで導かれるため圧力損失は小さい。その上、
暖房から冷房への切替時ホルダが蓋に線状接触で当接し
てとまるためシリンダ開口端の閉塞面を山型に形成した
もの（点接触）と比較して、衝撃によるホルダの変形は
小さい。

実施例 以下本発明の一実施例の冷凍サイクル用四方弁について
図面を参照しながら説明する。なお、冷却システムは従
来と同一構成であるため同一符号を付してその説明を省
略する。

第１図から第４図は、本発明の一実施例における冷凍サ
イクル用四方弁の非通電時の断面図を示すものである。

１６は弁本体を形成するシリンダで側面に圧縮１１！１
０１の吸入側に接続される吸入パイプ１７への吐出口１
６ａが開口している。この吐出口１６ａは前記シリンダ
軸方向に長い長円形状をしておシ、前記吸入パイプ１７
のシリンダ１６への接続先端１７ａはチー／＜−形状に
拡管されている。また、その−関口端１６ｂには、蓋１
８が嵌合されておシ、前記蓋１８のシリンダ開口端の閉
塞面１８ａは平面形状に形成されている。

１６ｃ　、　１６ｄは前記７リンダ１６の内壁に互いに
平行に対向させて軸方向に形成した第一、第二のバルブ
シートであり、第一のバルブシート１６Ｃには圧縮ｆｉ
１０１の吐出側に接続される吐出パイプ１９からの吸入
口１６ｅが開口している。又、第二のパルプシー）１　
ａｄには、各々凝縮器又は蒸発器として可逆的に機能す
る室外側熱交換器１０３（以下、室外器）、室内側熱交
換器１０２（以下、室内器）に接続される第一、第二の
接続バイア’２０．２１が開口される第一、第二の導口
１６ｆ、１６ｇがシリンダ１６の軸方向に直線上に開口
されている。

２２．２３は、前記パルプシー）１６ａ、１６ｄに当接
してシールする摺動性のすぐれた例えばＰＴＦＥ（四フ
ッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂よシなるスライドシ
ートリング２４．２５を一端の円形溝部２２ａ、２３ａ
に収納し、その溝部両壁２２ｂ　、２２ｃ　、２３ｂ　
、２３ｃを溝側へ変形させて前記スライドシートリング
２４．２５を加締固定した一対の中空状スライダである
。２６は、前記スライダ２２．２３を両端に収納してト
ンネル状流路を構成するホルダである。２７は前記ホル
ダ２６内にあって前記スライダ２２．２３の間に介在し
て前記一対のスライダ２２．２３を前記シリンダ１６の
バルブシート１ｅａ、１ｃｓｄに付勢し、前記スライド
シートリング２４．２５を前記パルプシー）１６０　、
１　ｓｄに圧接して内外シールするスプリングである。

２８．２９は前記スライダ２２．２３の外周中央凹部に
収納され前記ホルダ２６間をシールするＶ字形シールリ
ングである。３０は前記ホルダ２６と連結され前記シリ
ンダ１６の開口側より突出する電磁ソレノイド等の駆動
源３１の１ランジヤである。このプランジャ３０の中心
部には、ガスオイル等の流体がプランジャ３ｏの移動に
伴って流動体るためバイパス孔３０ａが形成されている
。３２は前記シリンダ１６の外方において前記プランジ
ャ３０の外周を覆う非磁性体よりなる筒であり、この筒
３２を備えた蓋３３によシ前記シリンダ１６の開口を覆
っている。

３４＆　、３４ｂは前記筒３２の先端開口端３２ａに固
着された固定鉄心であり３４Ｇはアルニコ磁石である。

前記プランジャ３ｏと固定鉄心３４ａの間には復帰バネ
３６を介在している。３６は前記筒３２の外側に固定的
に取υ付けられた電磁コイルでちり、この電磁コイル３
６への通電制御により前記ホルダ２６が前記シリンダ１
６内を軸方向に摺動する。

そしてホルダ２６の両端に収納されたスライダ２２゜２
３の端部に固定されたスライドシートリング２４゜２５
の位置は、第１図、第３図図示のホルダ２６第一の位置
（電磁コイル３６無通電）において前記吸入口１６ｅと
第一の導口１ｅｆを連通させ、電磁コイＡ／３６の通電
によシブフンジャ３０及びホルダ２６を吸引した第２の
位置（第６図、第６図）において前記吸入口１６ｅと第
二の導口１６ｇを連通させる如く設計されている。

以上の様に構成された冷凍サイクル用の四方弁について
以下第１図〜第６図を用いてその動作を説明する。第１
図、第３図は電磁コイル３６に非通電時の態様を示した
ものでプランジャ３０は復帰バネ３６の作用により図の
下方に付勢されてホルダ２ｅが蓋１８に当接して止まる
。この結果、ホルダ２６及びその両端に収納されたスラ
イダ２２゜２３により形成されるトンネル状流路により
吸入口１６ｅと第一の導口１６１が連通されるとともに
、吐出口１６ａと第二の導口１ａｇもシリンダ１６の内
部を通して連通される。従って冷媒ガスは、圧縮機１ｏ
１→吐出パイプ１ｅ→第一の接続パイプ２０→室外器１
０３→膨張弁→室内器１０２→第二の接続パイプ２１→
吸入パイプ１７→圧縮機１０１の冷房サイクル回路とな
る。

次に電磁コイル３ｅを通電状態にするとプランジャ３ｏ
は固定鉄心３４に吸着され、当接して止まる。この結果
、ホルダ２６及びその両端に収納されたスライダ２２．
２３によ多形成されるトンネル状流路により吸入口１６
ｅと第二の導口１６ｇが連通されると共に、吐出口１６
ａと第一の導口１６１もシリンダ１６の内部を通して連
通される。

従って冷媒ガスは、圧縮機１０１→吐出パイプ１９→第
二の接続パイプ２１→室内器１０２→膨張弁→室外器１
０３→第一の接続パイプ２ｏ→吸入パイプ１７→圧縮機
１０１の暖房サイクル回路となる。

以上の様に本実施例によれば、弁本体を形成するシリン
ダ１６内面に圧縮機１ｏ１の吐出側に接続される吸入口
１６ｅを有する第一のバルブシート１６Ｃと、室外器１
０３．室内器１０２に各々接続される第一、第二の導口
１ｅｆ、１ｅｇを軸方向に並設した第二のバルブシート
１６ｄを互いに平行して設けるとともに、前記両バ〃グ
ンートに挟まれた側面に圧縮機吸入側に接続される吐出
口を設は前、記シリンダ１６の一関ロ端１６ｂに、シリ
ンダ開口端の閉塞面１８ａを平面形状に形成した蓋１８
を嵌合し前記両パルプシー）１６０　。

１ｅｄに当接シールするスライダ２２．２３を両端に収
納してトンネル状流路を構成するホルダ２６をソレノイ
ド３１によクシリンダ１６軸方向に移動することにより
、前記吸入口１６ｅ、あるいは吐出口１６ａと各々連通
される導口１ｅｆ、１ａｇを選択し、冷媒通路を切換え
る様構成したことにより、システムの高低圧力差が一対
のスライダ２２゜２３及びホルダ２６よ構成るトンネル
状流路の内外に加わってもスライダ２２．２３の先端に
設けたスライドシートリング２４．２５の作動抗力（摩
擦係数×作用力）は小さく、シリンダ１６軸方向に移動
するために要する切換力は大幅に低減できる。

また、シリンダ開口端の閉塞面１８ａが平面形状となっ
ているので、暖房時において第一の導口１６１よシ流入
した低圧側冷媒は、特に底面近傍の流れが、平面に沿っ
て流れる方向を乱されることなしに吐出口１８ａに導か
れるために圧力損失は少ない。その上、暖房から冷房へ
の切替時ホルダ２６が蓋１８に線状接触で当接して止ま
るため、シリンダ開口端の閉塞面を山型に形成した°も
の（点状接触）と比較して衝撃によるホルダの変形は小
さい。

発明の効果 以上の様に本発明は、弁本体を形成するシリンダ内面に
圧縮機吐出側に接続される吸入口を有する第一のバルブ
シートと、室内器、室外器に各４接続される第一、第二
の導口を軸方向に並設した第二のバルブシートを互いに
平行して設けるとともに、前記両バルブシートに挟まれ
た側面に圧縮機吸入側に接続される吐出口を設け、前記
シリンダの一開口端にシリンダ底面側を平面形状に形成
した蓋を嵌合し前記両バルブシートに当接シールするス
ライダを両端に収納してトンネル状流路を構成するホル
ダをソレノイドによシシリンダ軸方向に移動することに
より、前記吸入口あるいは吐出口と各々連通される導口
を選択し、冷媒通路を切換える構成とすることによシ、
システムの高低圧力差が一対のスライダ及びホルダよ構
成るトンネル状流路の内外に加わってもスライダの圧力
受圧面を微小に構成可能なためスライダ先端に設けたス
ライドシートリングの作動抗力（摩擦係数×作用力）は
小さく、シリンダ軸方向に移動するために要する切換力
が大幅に低減でき、弁切換を従来の如くパイロットパル
プを用いなくても可能となり、大幅な低コスト化、小型
化、作動信頼性向上が図れる。

更に、シリンダの一開口端に嵌合した蓋のシリンダ開口
端の閉塞面が平面形状となっているので、暖房時に第一
の導口よシ流入した低圧側冷媒は、特に底面近傍の流れ
が、平面に沿って流れ、方向を乱されることなしに、吐
出口まで導かれるため圧力損失は小さく、システム効率
を高め暖房能力向上を図るとともに、暖房時の室外器へ
の着霜を少くし除霜頻度を減じて快適性、省エネルギー
性を高めるものである。

また、暖房から冷房への切替時ホルダが蓋に線状接触で
当接して止まるためシリンダ開口端の閉塞面を山型に形
成したもの（点状接触）と比較し゛て衝撃によるホルダ
の変形は小さく、信頼性の高い四方弁を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における冷凍サイクル用四方
弁の冷房状態を示す断面図、第２図は第１図の要部拡大
断面図、第３図は第１図の弁切換機構を示す要部斜視図
、第４図は第１図のｘ　−ｘ’力方向部分断面図、第６
図は第１図の暖房状態を示す断面図、第６図は第６図の
Ｙ　−Ｙ’力方向部分断面図、第７図は従来の冷凍サイ
クル用四方弁の断面図である。 １６・・・・・・シリンダ、１６ａ・・・・・・吐出口
、１６ｂ・・・・・・−開口端、１６ｃ、°１６ｄ・・
・・・・第一、第二のバルブシート、１６ｅ・・・・・
・吸入口、１ｅｆ、１ａｇ・・・・・・第一、第二の導
口、１８・・・・・・蓋、１８ａ・・・・・・シリンダ
開口端の閉塞面、２２．２３・・・・・・スライダ、２
６・・・・・・ホルダ、３１・・・・・・ソレノイド、
１ｏ１・・・・・・圧縮機、１０２・・・・・・室内側
熱交換器、１０３・・・・・・室外側熱交換器。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　　　　　　ＩＬ−シソソダＩ６−・−シリンダ ／６６−・・吐田口 ｔｈ、ｌ＆ｌ−オー・オニのバルブ シート １６ｅ・〜吠スロ ２６・−ホルダ 第４図 １／：Ｉ・−シリンダ １１＝ａ−ｍ−吐出口 １１５ｂ・−−一間口角 １６ｃ　°−オーのバルブシート ｌ乙ｅ・−吸入口

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機の吐出側に接続される吸入口を有する第一のバ
   ルブシートと、室外側熱交換器に接続される第一の導口
   及び室内側熱交換器は接続される第二の導口を軸方向に
   並設する第二のバルブシートとを内面に平行して形成す
   ると共に、前記両バルブシートに挟まれた側面に圧縮機
   の吸入側等へ接続される吐出口を有し弁本体を形成する
   シリンダと、前記シリンダの一開口端に嵌合された蓋と
   、前記シリンダ内を摺動し前記吐出口と前記第一の導口
   、前記吸入口と第二の導口または前記吐出口と前記第二
   の導口、前記吸入口と第一の導口を切替えて連通させる
   スライダを両端に収納しトンネル状流路を構成するホル
   ダと、前記ホルダを往復動させるソレノイド等の駆動源
   とを備え、前記蓋のシリンダ開口端の閉塞面を平面形状
   に形成したことを特徴とする冷凍サイクル用四方弁。