JPH0648062B2 - 冷凍サイクル用四方弁 - Google Patents

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。

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５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
弁本体の周面の両側に反対方向に接続された吐出管と吸
入管である。４，５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）（図示せず）に接
続され、第二の導管５は室外側熱交換器（以下室外器）
（図示せず）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内に開口しており、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R₁，R₂に開口し、電磁式パイロットバルブ１５の通
電操作により前記吸入管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。

電磁式パイロットバルブ１５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
り、両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より導入される高圧冷媒
を第二の導管５と連通させしめて室内器を凝縮器として
用いて室内を暖房し、又は高圧冷媒を第一の導管４と連
通せしめて室外器を凝縮器に室内器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
バルブ１５の作動により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ためパイロットバルブ
そのものの付帯が不可欠であり、コストが非常に高くは
り構造が複雑であった。また電磁式パイロットバルブ１
５と弁本体１が抽気管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、圧縮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。

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切換作動の信
頼性及びスライドシートリングの耐久性を向上させた冷
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 上記問題点を解決するために本発明の冷凍サイクル用四
方弁は、シリンダ内にそのシート面を平行に固定し、各
々導出口及び第一，第二の通口を有する一対のバルブシ
ートを有し、前記バルブシートに当接シートするフッ素
樹脂等よりなるスライドシートリングを端部に加締固着
しバネによって前記バルブシートに付勢された一対のス
ライドバルブを両端に収納してトンネル状流路を構成す
るスライダを前記バルブシート間に配設し、そのスライ
ダをソレノイドによりシリンダ軸方向に移動することに
より、導出口と連通される通口を選択し、冷媒通路を切
換える様構成すると共に、スライドシートリングは、ス
ライドバルブに形成した環状溝部にカシメ止めされてお
り、かつ前記環状溝部の底部に全周にわたり、凹陥部を
設け、前記スライドシートリングとの間に環状空間を形
成したものである。

作 用 本発明は上記した構成によりシステムの高低圧力差が一
対のスライドバルブ及びスライダより成るトンネル状流
路の内外に加わってもスライドバルブの圧力受圧面を微
小に構成可能なため、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、ス
ライドシートリングとスライドバルブの間に設けた環状
空間を有することにより、カシメ止めされたフッ素樹脂
等より成り熱膨張係数の大きいスライドシートリング
が、冷凍システムの運転・停止及び四方弁の切換動作の
度に受けるヒートサイクル０〜１２０℃で熱膨張・収縮
をくり返しても、体積変化を前記環状空間に吸収できス
ライドバルブより抜け出すことを阻止でき、スライドシ
ートリングの不要な変形を防止できる。

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。第１図から第３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機の吐出先に接続される吐出パイ
プ１７の導入口１７ａが開口している。１８は前記シリ
ンダ１６の一端に嵌合溶接された蓋である。１９，２０
は前記シリンダ１６の内壁にシート面１９ａ，２０ａを
互いに平行に対向させて固定した第一，第二のバルブシ
ートであり、第一のバルブシート１９ａには圧縮機の吸
入側に接続される吸入パイプ２１への導出口１９ｂが開
口している。又、第二のバルブシート２０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コイル，室
内コイルに接続される第一，第二の接続パイプ２２，２
３が開口される第一，第二の通口２０ｂ，２０ｃがシリ
ンダ１６の軸方向に並設開口されている。２４，２５
は、前記バルブシート１９ａ，２０ａに当接してシート
する摺動性のすぐれた例えばＰＴＦＥ（四フッ化エチレ
ン樹脂）等のフッ素樹脂よりなるスライドシートリング
２６，２７を一端の環状溝部２４ａ，２５ａに収納し、
その溝部両壁２４ｂ，２４ｃ，２５ｂ，２５ｃを溝側へ
変形させて前記スライドシートリング２６，２７を加締
固定した一対のスライドバルブである。２４ｄ，２５ｄ
は、環状溝部２４ａ，２５ａの底部に設けた環状の凹陥
部であり、前記スライドシートリング２６，２７の底面
との間の環状空間２４ｄ′，２５ｄ′を形成する。２８
は、前記スライドバルブ２４，２５を両端に収納してト
ンネル状流路を構成するスライダである。２９は前記ス
ライダ２８内にあって前記スライドバルブ２４，２５の
間に介在して前記一対のスライドバルブ２４，２５を前
記バルブシート１９，２０に付勢し、前記スライドシー
トリング２６，２７を前記バルブシート１９，２０に圧
接して内外をシールする板バネである。３０，３１は前
記スライドバルブ２４，２５の外周中央凹部に収納され
前記スライダ間をシートするＶ字形シールリングであ
る。３２は前記シリンダ１６の他端を閉塞する蓋であ
る。３３は前記蓋３２の中央に固定的に取り付けられた
操作用ソレノイドであり、固定鉄心３４，電磁コイル３
５，復帰バネ３６，そして前記スライダ２８と連結され
たプランジャ３７より構成されており、電磁コイル３５
への通電制御により前記スライダ２８が前記シリンダ１
６内を軸方向に摺動する。そしてスライダ２８の両端に
収納されたスライドバルブ２４，２５の端部に固定され
たスライドシートリング２６，２７の位置は、第１図，
第３図図示のスライダ２８第一の位置（電磁コイル３５
無通電）において前記導出口１９ｂと第一の通口２０ｂ
を連通させ、電磁コイル３５の通電によりプランジャ３
７及びスライダ２８を吸引した第２の位置（第３図）に
おいて前記導出口１９ｂと第二の通口２０ｃ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四方弁について以
下第１図〜第４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３５に非通電時の態様を示した
ものでプランジャ３７は復帰バネ３６の作用により図の
下方に付勢されてスライダ２８が蓋１８に当接して止ま
る。この結果、スライダ２８及びその両端に収納された
スライドバルブ２４，２５により形成されるトンネル状
流路により導出口１９ｂと第一の通口２０ｂが連通され
るとともに、導入口１７ａと第二の通口２０ｃ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→吐出パイプ１７→第一の接続パイプ２２→室外
コイル→膨張弁→室内コイル→第二の接続パイプ２３→
吸入パイプ２１→圧縮機の冷房サイクル回路となる。

次に電磁コイル３５を通電状態にすると（第４図）プラ
ンジャ３７は固定鉄心３４に吸着され、当接して当ま
る。この結果、スライダ２８及びその両端に収納された
スライドバルブ２４，２５により形成されるトンネル状
流路により導出口１９ｂと第二の通口２０ｃが連通され
ると共に、導入口１７ａと第一の通口２０ｂ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→吐出パイプ１７→第二の接続パイプ２３→室内コ
イル→膨張弁→室外コイル→第１の接続パイプ２２→吸
入パイプ２１→圧縮機の暖房サイクル回路となる。

以上のように本実施例によれば、シリンダ１６内にその
シート面１９ａ，２０ａを平行に固定し、各々導出口１
９ｂ及び第一，第二の通口２０ｂ，２０ｃを有する一対
のバルブシート１９，２０を有し、前記バルブシート１
９，２０に当接シールするフッ素樹脂よりなるスライド
シートリング２６，２７を端部に加締固着し、板バネ２
９によって前記バルブシート１９，２０に付勢された一
対のスライドバルブ２４，２５を両端に収納してトンネ
ル状流路を構成するスライダ２８を前記バルブシート１
９，２０間に配設し、そのスライダ２８をシリンダ１６
の軸方向に移動することにより、導出口１９ｂと連通さ
れる通口を選択し、冷媒通路を切換える構成したことに
より、システムの高低圧力差が一対のスライドバルブ２
４，２５及びスライダ２８により成るトンネル状流路の
内外に加わってもスライダ２８の受圧面積が小さいこと
により圧力差に起因する力は小さく、従ってスライドシ
ートリング２６，２７が発生する摩擦力は微小で、作動
力を軽減できる、更にフッ素樹脂等より成るスライドシ
ートリング２６，２７は、スライドバルブ２４，２５の
環状溝部２４ａ，２５ａに設けた環状空間２４ｄ′，２
５ｄ′の存在により、冷凍システムの運転・停止及び四
方弁の切換動作のたびにヒートサイクル（０〜１２０
℃）を受けても熱膨張によるその体積変化を吸収でき
る。従って、熱膨張係数が極めて大きく可撓性の高い合
成樹脂材料であって、かつ低摩擦係数を有するフッ素樹
脂を使用しても、カシメ部より前記スライドシートリン
グ２６，２７が脱出，変形する等の問題がない。

発明の効果 以上のように本発明は、弁本体を形成し導入口を有する
シリンダと、前記シリンダ内壁にシート面を平行に対向
させて固定した導出口及び前記シリンダの軸方向に並設
した第一，第二の通口を有する一対のバルブシートと、
前記バルブシートに当接してシールするスライドシート
リングを一端の環状溝部に収納しその溝部両壁を変形さ
せて前記スライドシートリングを固着するとともに、前
記環状溝部の底部に全周にわたり凹陥部を設け、前記ス
ライドシートリングとの間に環状空間を形成した一対の
スライドバルブと、前記一対のスライドバルブをバネを
間に介在させて両端に収納したトンネル状の流路を構成
し、前記シリンダ内を軸方向に移動して前記導出口と第
一あるいは第二通口を択一的に連通させる円筒状のスラ
イダと前記スライダを往復動させるソレノイドを備えた
構成とすることにより、システムの高低圧力差が一対の
スライドバルブ及びスライダにより成るトンネル状流路
の内外に加わってもスライダの抗力は小さく、かつカシ
メ止めされたシートリングの背面に形成した環状空間に
よりヒートサイクルによる熱膨張での体積変化分を吸収
でき、スライドバルブより抜け出し変形することが阻止
できるので、スライドシートリングに熱膨張係数がきわ
めて大きく可撓性のあるものの摩擦係数の低いフッ素樹
脂等を用いることが可能となるため、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バルブを用いなくても可能とな
り、大巾な低コスト化，小型化，作動信頼性向上が図れ
るものである。

【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Ｘ−Ｘ′方向の部分断面図、
第４図は第１図の暖房状態を示す断面図、第５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、１７ａ……導入口、１９，２０……
バルブシート、１９ｂ……導出口、２０ｂ，２０ｃ……
第一，第二の通口、２４，２５……スライドバルブ、２
６，２７……スライドシートリング、２４ａ，２５ａ…
…環状溝部、２４ｄ，２５ｄ……凹陥部、２４ｄ′，２
５ｄ′……環状空間、２８……スライダ、２９……板バ
ネ、３３……ソレノイド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁本体を形成し導入口を有するシリンダ
   と、前記シリンダ内壁にシート面を平行に対向させて固
   定した導出口及び前記シリンダの軸方向に並設した第
   一，第二の通口を有する一対のバルブシートと、前記バ
   ルブシートに当接してシールする熱膨張係数が大なるス
   ライドシートリングを一端の環状溝部に収納しその溝部
   両壁を変形させて前記スライドシートリングを固着した
   一対のスライドバルブと、前記一対のスライドバルブを
   バネを間に介在させて両端に収納してトンネル状の流路
   を構成し前記シリンダ内を軸方向に移動して前記導出口
   と第一あるいは第二通口を択一的に連通させる円筒状の
   スライダと、前記スライダを往復動させるソレノイドと
   を備え前記環状溝部の底部に環状凹陥部を設け前記スラ
   イドシートリングとの間に環状空間を形成したことを特
   徴とする冷凍サイクル用四方弁。