JPH08219308A - 四方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】切換弁の弁部を傷つけることなく容易に組み立
てることができ、また駆動用電磁コイルへの通電をオフ
したときに管路の接続関係に変化が生じない四方弁を提
供することを目的とする。 【構成】弁部６１，６２を切換弁６に対して後付け可能
に構成するとともに、シリンダ５を、弁部６１，６２の
前後であい異なる複数の筒状の部品５４１，５４２，５
４３を軸方向に連結することによって形成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ヒートポンプ方式の
冷凍サイクルにおいて室内熱交換器と室外熱交換器との
間の冷媒の流れ方向を逆転させる場合等のように、複数
の管路の連通関係を切り換えるために用いられる四方弁
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ヒートポンプ方式の冷凍サイク
ルに用いられる四方弁はいわゆるパイロット駆動であ
り、電磁作動される小さな切換弁を四方弁のシリンダに
連通接続して、小さな切換弁を電磁力によって切り換え
駆動することによって連通管内の冷媒を介して四方弁を
切り換え動作させている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
パイロット駆動では、実際に四方弁が切り換わるのに時
間がかかってしまう。また四方弁は、電磁コイルへの通
電をオフにすると常に所定位置に戻るので、運転時に通
電オン状態で使われる季節には、電源を入切する度に弁
が切り換わって冷媒の流れが逆転し、その際に騒音が発
生する。

【０００４】そこで、例えば図５に示されるように、ロ
ッド状の切換弁９１が軸方向に進退可能にシリンダ９３
に内挿された、一般に空気制御用等に用いられる四方弁
を用いることが考えられる。

【０００５】このような四方弁では、切換弁９１の途中
に、他の部分より外径の太い複数の弁部９２が突設され
ると共に、シリンダ９３の内径が、弁部９２が移動する
範囲だけは弁部９２の外径より太く、その他の部分は弁
部９２の外径より細く形成されていて、切換弁９１をシ
リンダ９３内において軸方向に移動させることにより、
複数の配管接続孔９４…間の連通関係が切り換わるよう
になっている。

【０００６】しかしそのような構造では、組み立て時
に、弁部９２をシリンダ９３の内径の太い部分に位置さ
せるのに、内径の細い部分を通さなければならないの
で、組み立て作業が非常に難しくて、ゴム製の弁部９２
を傷つけて不良品にしてしまうことがある。

【０００７】また、駆動用の電磁コイル９５への通電を
オフにすると、切換弁９１が常に所定位置に戻ってしま
うことには変わりがないので、前述の不都合と同様の不
都合が発生する。

【０００８】そこで本発明は、切換弁の弁部を傷つける
ことなく容易に組み立てることができ、また駆動用電磁
コイルへの通電をオフしたときに管路の接続関係に変化
が生じない四方弁を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の四方弁は、ロッド状の切換弁が軸方向に進
退可能に内挿されたシリンダに複数の配管接続孔を穿設
して、上記切換弁の途中には上記切換弁の他の部分より
外径の太い弁部を突設すると共に、上記シリンダの内径
を、上記弁部が移動する範囲だけは上記弁部の外径より
太くその他の部分は上記弁部の外径より細く形成して、
上記切換弁を上記シリンダ内において軸方向に移動させ
ることによって上記複数の配管接続孔間の連通関係が切
り換わるようにした四方弁において、上記弁部を上記切
換弁に対して後付け可能に構成するとともに、上記シリ
ンダを、上記弁部の前後であい異なる複数の筒状の部品
を軸方向に連結することによって形成したことを特徴と
する。

【００１０】なお、上記シリンダの複数の筒状部品が一
つのパイプ内に順に嵌挿されていて、そのパイプの外端
部分が絞られて上記複数の筒状部品の連結状態が固定さ
れていてもよい。

【００１１】また、上記切換弁に永久磁石を取り付け
て、上記シリンダには、別々に通電可能な二つの電磁コ
イルを上記永久磁石の位置に対応して軸方向に並んで配
置してもよく、上記シリンダの上記永久磁石を軸方向に
挟む位置に磁性部材を取り付けてもよく、上記永久磁石
の位置を検出するための磁気センサを付加してもよい。

【００１２】

【作用】シリンダを構成する複数の筒状部品と切換弁と
を順に組み付けていき、その過程の丁度よいタイミング
で切換弁に弁部を取り付けることにより、シリンダと切
換弁との組み立てをすることができる。

【００１３】そして、シリンダを形成するための複数の
筒状部品を一つのパイプ内に順に嵌挿して、そのパイプ
の外端部分を絞ることにより筒状部品の連結状態が固定
される。

【００１４】また、切換弁に永久磁石を取り付けて、シ
リンダ側には、別々に通電可能な二つの電磁コイルを永
久磁石の位置に対応して軸方向に並んで配置することに
より、電磁コイルに選択的に通電して切換弁を切り換え
ることができ、いずれの電磁コイルにも通電しなければ
その前の状態が維持される。

【００１５】そして、シリンダの永久磁石を軸方向に挟
む位置に磁性部材を取り付けることにより、通電停止時
には永久磁石が近い位置の磁性部材に引きつけられて、
自己保持力が強化される。

【００１６】

【実施例】図面を参照して実施例を説明する。図１は、
ヒートポンプ方式の冷凍サイクルにおいて室内熱交換器
と室外熱交換器との間の冷媒の流れ方向を逆転させるよ
うに、４本の管路の連通関係を切り換えるための四方弁
に関する。

【００１７】図示されていない圧縮機から高圧冷媒が送
り込まれてくる高圧冷媒流入管１と、低圧冷媒をアキュ
ムレータに送り出す低圧冷媒送出管２と、室外熱交換器
に連通する室外交換器連通管３と、室内熱交換器に連通
する室内交換器連通管４とが、シリンダ部５を囲んで設
けられた円筒状の銅製の胴部外装パイプ５１の側面に並
んで接続されている。

【００１８】シリンダ部５の中心軸位置には、細長いロ
ッド状の切換弁６が軸方向に進退可能に内挿されてお
り、その頭部側（図１において上方）の部分を囲むよう
に環状の永久磁石７が切換弁６に取り付けられている。

【００１９】その永久磁石７の前後（以下、軸方向にお
ける前後方向を単に「前後」という）には、例えば鉄板
等からなるドーナツ状の磁性体８，９が密着して取り付
けられている。

【００２０】シリンダ部５の頭部側には、胴部外装パイ
プ５１より外径が少し細い銅製の頭部外装管５２が、接
続管１０を介して胴部外装パイプ５１に同軸に連結固定
されている。

【００２１】そして、頭部外装パイプ５２の外周面に
は、二つの電磁コイル１１，１２が、その内側の永久磁
石７の前端と後端付近に対向するように、シリンダ部５
の軸方向に並んで配置されている。

【００２２】両電磁コイル１１，１２は、各々頭部外装
パイプ５２を囲む大きなドーナツ状に形成されていて、
両電磁コイル１１，１２の境界部と外周部には、例えば
鉄板製の磁性体からなるヨーク１４，１５，１６が配置
されている。

【００２３】また、頭部外装パイプ５２の内周面部分に
は、永久磁石７の前後両位置に、例えば鉄製の磁性体１
８，１９が固定されている。この磁性体１８，１９は、
筒状でもよいし、筒状体を軸線方向に複数に分割した形
状などでもよい。

【００２４】頭部外装パイプ５２は、素材の銅製パイプ
に上記の各部品を取り付けた後に外端部を内側に絞っ
て、その絞り端部をアルゴン溶接２１などによって封止
してある。

【００２５】切換弁６の途中には、室外交換器連通管３
及び室内交換器連通管４の開口部付近に、各々ゴム製の
弁部６１，６２が取り付けられている。両弁部６１，６
２共に、切換弁６の他の部分の外径よりある程度太いリ
ング状に形成されていて、その内周面に形成された凹凸
部が切換弁６の外周面に突設された鍔部に嵌め込まれて
固定されている。

【００２６】したがって、両弁部６１，６２共に、組み
立ての最初の時点では切換弁６に取り付けないでおき、
組み立ての途中の都合のよい時期に切換弁６に取り付け
る（即ち、後付けする）ことができる。

【００２７】切換弁６の内部には、冷媒を通すための冷
媒通路６４が軸線に沿って穿設されていて、両弁部６
１，６２より外側の位置に形成された二つの開口６５，
６６が冷媒通路６４を介して連通している。

【００２８】シリンダ部５の胴部外装パイプ５１の内側
には、シリンダ本体５４が配置されているが、このシリ
ンダ本体５４は、第１と第２と第３の三つの部分５４
１，５４２，５４３に分割して形成されている。各部分
は、例えば６６ナイロン等のような合成樹脂によって筒
状に形成されている。

【００２９】シリンダ本体５４は、図１において上方を
奥側としたとき、第１の部分５４１は第１の弁部６１を
囲む位置からその奥側の位置に配置され、第２の部分５
４２は第１の弁部６１と第２の弁部６２との間を囲む位
置に配置され、第３の部分５４３は第２の弁部６２を囲
む位置から外端側の位置に配置されている。５５…は、
シール用のＯリングである。

【００３０】シリンダ本体５４の三つの部分５４１，５
４２，５４３は、いずれも外周面が胴部外装パイプ５１
の内周面に嵌合している。そして、弁部６１，６２の外
径よりは細く切換弁６の外径よりは太い孔が軸方向に全
体に穿設されていて、その内周面と切換弁６の外周面と
の間が冷媒流路になっている。

【００３１】そして、切換弁６を軸方向に移動させたと
きに弁部６１，６２が移動する範囲だけは、シリンダ本
体５４の内径が弁部６１，６２の外径より太く形成され
ていて、その太い部分の側面の内端付近が弁座５６，５
７，５８，５９になっている。

【００３２】シリンダ本体５４の弁部６１，６２の外径
より太い内径の部分は、第１の部分５４１の外端側の半
部と第３の部分５４３の奥側の半部とに形成されてい
る。したがって、シリンダ本体５４の第１の部分５４１
の外端側端面は第１の弁部６１の外径より太く開口形成
されていて、第３の部分５４３の奥側端面は第２の弁部
６２の外径より太く開口形成されている。また、シリン
ダ本体５４の各部分５４１，５４２，５４３には、４本
の冷媒管路１，２，３，４に対して真っ直ぐに連通する
横穴が穿設されている。

【００３３】このように構成されたシリンダ部５を組み
立てる際は、まず、切換弁６をシリンダ本体５４の第１
の部分５４２に通してから第１の弁部６１を切換弁６に
取り付け、その後から第１の部分５４１に第２の部分５
４２をつなぐ。そして、切換弁６に第２の弁部６２を取
り付けてから第２の部分５４２に第３の部分５４３をつ
なぐ。なお、シリンダ本体５４の各部分５４１，５４
２，５４３の間には、Ｏリング５５…を挟んでおく。

【００３４】この段階まで、シリンダ部５の胴部外装パ
イプ５１の外端部は２点鎖線で示されるようにパイプ状
に維持しておき、切換弁６が内挿されたシリンダ本体５
４（５４１，５４２，５４３）の部組品を、図１に示さ
れるように胴部外装パイプ５１内に嵌挿する。

【００３５】そして、最後に胴部外装パイプ５１の外端
部を内側に絞って、その絞り端部をアルゴン溶接７０な
どによって封止する。なお、シリンダ本体５４の第３の
部分５４３の溶接部の内側に位置する部分には凹み７１
を形成して、溶接時の熱で焼かれないようにしてある。

【００３６】このようにして組み立てられた四方弁は、
切換弁６の両端がシリンダ本体５４の第３の部分５４３
と頭部外装パイプ５２とで緩く支持されており、二つの
電磁コイル１１，１２の何方かに駆動電流を流すことに
よって切換弁６を軸方向に移動させて、４本の冷媒管路
１，２，３，４の連通状態を切り換えることができる。

【００３７】即ち、図１は、第１の電磁コイル１１に通
電されて切換弁６が図において上方に移動させられてい
る状態を示しており、この状態では二つの弁部６１，６
２が各々その上側の弁座５６，５８に当接して、高圧冷
媒流入管１と室外交換器連通管３とが連通し、低圧冷媒
送出管２と室内交換器連通管４とが連通している。

【００３８】図２は、第２の電磁コイル１２に通電され
て切換弁６が図において下方に移動させられている状態
を示しており、この状態では二つの弁部６１，６２が各
々その下側の弁座５７，５９に当接して、高圧冷媒流入
管１と室内交換器連通管４とが連通し、低圧冷媒送出管
２と室外交換器連通管３とが切換弁６内の冷媒通路６４
を介して連通している。したがって、室内熱交換器と室
外熱交換器との間での冷媒の流れ方向が図１の場合と逆
になる。

【００３９】なお、図１及び図２のいずれの場合も、電
磁コイル１１，１２への通電を止めれば、切換弁６はそ
のままの位置で停止して、それまでの配管接続状態が維
持される。

【００４０】そして、この実施例においては、頭部外装
パイプ５２内に固定された磁性体１８，１９が永久磁石
７の前後に配置されているので、停止時には二つの磁性
体１８，１９のうち近い方と永久磁石７とが引き合っ
て、安定した自己保持状態が得られる。

【００４１】なお、この四方弁の制御をマイクロコンピ
ュータ等で電子的に行う場合には、いずれの電磁コイル
１１，１２にも通電されていないときの弁の状態（即
ち、永久磁石７の位置）を検知する必要があるので、図
３及び図４に示されるように、永久磁石７による磁力線
が通るヨーク１４の内側又は外側に、ホール素子等の磁
気センサ７２を配置すればよい。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、シリンダを構成する複
数の筒状部品と切換弁とを順に組み付けていき、その過
程の丁度よいタイミングで切換弁に弁部を取り付けるこ
とにより、弁部を損傷することなくシリンダに切換弁を
組み付けることができる。

【００４３】また、切換弁に永久磁石を取り付けて、シ
リンダ側には、別々に通電可能な二つの電磁コイルを並
んで配置することにより、電磁コイルに選択的に通電を
して切換弁を切り換えることができ、いずれの電磁コイ
ルにも通電しなければその前の状態が維持されて、管路
の接続関係に変化が生じない。したがって、無用な管路
切り換え動作及びそれに伴う騒音の発生等をなくすこと
ができる。

【００４４】そして、さらにシリンダ側に、永久磁石を
軸方向に挟んで磁性部材を取り付けることにより、通電
停止時には永久磁石が近い位置にある磁性部材に引きつ
けられて、自己保持力を強化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施例の異なる状態の縦断面図
である。

【図３】本発明の第２の実施例の部分断面図である。

【図４】本発明の第３の実施例の部分断面図である。

【図５】従来例の縦断面図である。

【符号の説明】

５ シリンダ部 ６ 切換弁 ５１ 胴部外装パイプ ５４ シリンダ本体 ６１，６２ 弁部 ５４１，５４２，５４３ 第１ないし第３の部分

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロッド状の切換弁が軸方向に進退可能に内
   挿されたシリンダに複数の配管接続孔を穿設して、上記
   切換弁の途中には上記切換弁の他の部分より外径の太い
   弁部を突設すると共に、上記シリンダの内径を、上記弁
   部が移動する範囲だけは上記弁部の外径より太くその他
   の部分は上記弁部の外径より細く形成して、上記切換弁
   を上記シリンダ内において軸方向に移動させることによ
   って上記複数の配管接続孔間の連通関係が切り換わるよ
   うにした四方弁において、 上記弁部を上記切換弁に対して後付け可能に構成すると
   ともに、上記シリンダを、上記弁部の前後であい異なる
   複数の筒状の部品を軸方向に連結することによって形成
   したことを特徴とする四方弁。
2. 【請求項２】上記シリンダの複数の筒状部品が一つのパ
   イプ内に順に嵌挿されていて、そのパイプの外端部分が
   絞られて上記複数の筒状部品の連結状態が固定されてい
   る請求項１記載の四方弁。
3. 【請求項３】上記切換弁に永久磁石が取り付けられてい
   て、上記シリンダには、別々に通電可能な二つの電磁コ
   イルが上記永久磁石の位置に対応して軸方向に並んで配
   置されている請求項１又は２記載の四方弁。
4. 【請求項４】上記シリンダの上記永久磁石を軸方向に挟
   む位置に磁性部材が取り付けられている請求項３記載の
   四方弁。
5. 【請求項５】上記永久磁石の位置を検出するための磁気
   センサが付加されている請求項３又は４記載の四方弁。