JPH0979397A - 四方切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 摺動弁体を比較的小さな駆動力の外部アクチ
ュエータにより背圧の作用下においても安定且つ確実に
作動させる。 【解決手段】 弁座体１と、ケース２と、高圧流体入口
３、低圧流体出口４、第一切換口５及び第二切換口６
と、弁座体１内面に２位置間で回動自在に摺接され、一
方の位置で高圧流体入口３と第一切換口５及びケース２
内部、並びに低圧流体出口４と第二切換口６とを各々連
通させると共に、他方の位置で高圧流体入口３と第二切
換口６及びケース２内部、並びに低圧流体出口４と第一
切換口５とを各々連通させる摺動弁体８と、外部アクチ
ュエータ２３とからなる四方切換弁において、差動機構
を有する歯車減速装置の従動内歯歯車１５（低速回転
部）に摺動弁体８を連動回転可能に係合させると共に太
陽歯車１２（高速回転部）に被動磁石体２１を結合し、
且つ外部アクチュエータ２３の回転出力部２４に駆動磁
石体２５を結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ヒートポンプ式空気調
和装置の可逆冷凍サイクル等における冷房、暖房及び除
湿運転等に際して、冷媒の流路切換えに用いられる四方
切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】前記四方切換弁として、弁座体と、弁座
体上に被せられたケースと、弁座体に開口された高圧流
体入口、低圧流体出口、第一切換口及び第二切換口と、
弁座体内面に２位置間で回動自在に摺接され、一方の位
置で高圧流体入口と第一切換口及びケース内部、並びに
低圧流体出口と第二切換口とを各々連通させると共に、
他方の位置で高圧流体入口と第二切換口及びケース内
部、並びに低圧流体出口と第一切換口とを各々連通させ
る摺動弁体と、摺動弁体をケース外から回動させると共
に所定位置に切り換える外部アクチュエータとからなる
ものが従来公知であり、また前記摺動弁体を回動させる
代りに直線運動させるものも知られている（特公昭６３
−１８０６２号、特公平２−５４４６５号）。

【０００３】前記構造の四方切換弁では、ケース内部が
高圧流体により常時加圧されると共に摺動弁体に背圧が
作用し、それによって摺動弁体と弁座体内面とのシール
が確保されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
前記四方切換弁では、その流路切換えに際して前記背圧
の作用下に摺動弁体を弁座体内面上で摺動させるので、
摺動弁体と弁座体内面との間に生じる摩擦抵抗が大きく
なり、摺動弁体を外部アクチュエータで直接作動させる
前記従来技術では、摺動弁体の作動不良を起こして流路
を円滑に切り換えることができないことがあり、それを
防ぐには外部アクチュエータに大きな駆動力を有するも
のを採用する必要があり、装置が大型化すると共に駆動
に多くのエネルギーを要する等の問題があった。

【０００５】本発明の課題は、摺動弁体を比較的小さな
駆動力の外部アクチュエータにより背圧の作用下におい
ても大きな駆動力で安定且つ確実に作動させることがで
きる四方切換弁を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る四方切換弁
は、弁座体と、弁座体上に被せられたケースと、弁座体
に開口された高圧流体入口、低圧流体出口、第一切換口
及び第二切換口と、弁座体内面に２位置間で回動自在に
摺接され、一方の位置で高圧流体入口と第一切換口及び
ケース内部、並びに低圧流体出口と第二切換口とを各々
連通させると共に、他方の位置で高圧流体入口と第二切
換口及びケース内部、並びに低圧流体出口と第一切換口
とを各々連通させる摺動弁体と、摺動弁体をケース外か
ら回動させると共に所定位置に切り換える外部アクチュ
エータとからなる四方切換弁において、ケース内部に差
動機構を有する歯車減速装置を設け、該歯車減速装置の
低速回転部に摺動弁体を連動回転可能に係合させると共
に歯車減速装置の高速回転部に被動磁石体を結合し、且
つ外部アクチュエータの回転出力部に前記被動磁石体を
回転駆動する駆動磁石体を結合したことを特徴としてい
る。

【０００７】前記差動機構を有する歯車減速装置とし
て、例えば、固定内歯歯車をケース内部に固定すると共
に固定内歯歯車と同軸線上にそれと歯数を異にする従動
内歯歯車を固定内歯歯車に隣接してケースに支承させ、
固定内歯歯車及び従動内歯歯車に複数の遊星歯車を同時
に噛合させ、且つ従動内歯歯車を低速回転部として摺動
弁体に連動回転可能に係合させると共に、各遊星歯車と
噛合する太陽歯車を高速回転部としてケースに支承さ
せ、或は各遊星歯車の回転軸を共通に支承する保持体を
高速回転部としてケースに支承させたものが好適に採用
される。

【０００８】また、前記四方切換弁に使用可能な他の歯
車減速装置として、例えば、固定冠歯車をケース内部に
固定すると共に固定冠歯車と同軸線上にそれと歯数を異
にする従動冠歯車を固定冠歯車と所要間隙を保持しつつ
対向してケースに支承させ、固定冠歯車及び従動冠歯車
の一方を軸線方向に可撓性とし、且つ従動冠歯車を低速
回転部として摺動弁体に連動回転可能に係合させると共
に、可撓性の固定冠歯車又は従動冠歯車を軸線方向に押
圧して変形させると共に固定冠歯車と従動冠歯車を部分
的に噛合させる押圧体を高速回転部として固定冠歯車と
同軸線上にケースに支承させたものが好適に採用され
る。このような減速装置としては、例えば特開昭６３−
２１４５４４号公報や実開昭６３−８９４５３号公報等
に開示されたものが使用可能である。

【０００９】

【作用】前記四方切換弁の構成において、摺動弁体が一
方の位置にあるとき、高圧流体入口と第一切換口及びケ
ース内部、並びに低圧流体出口と第二切換口とが各々連
通させられ、従ってその場合に、高圧流体入口から流入
した高圧流体はケース内部を加圧しつつ第一切換口から
流出し、また第二切換口から流入した低圧流体は低圧流
体出口から流出することになる。

【００１０】前記流路状態において、外部アクチュエー
タの回転出力部が所定方向に回転させられると、それに
結合された駆動磁石体がそれと一体に回転し、該駆動磁
石体と連動してケース内部の被動磁石体が回転駆動され
る。前記被動磁石体の回転は、それに結合された歯車減
速装置の高速回転部に入力され、内部の差動機構及び必
要に応じて内装された遊星機構等の減速機構を介して減
速されると共にその低速回転部から出力され、該低速回
転部に係合された摺動弁体に伝達されると共に摺動弁体
を高トルクで他方の位置に回動させる。なお、摺動弁体
の回動範囲を制限するために、弁座体やケース等にスト
ッパを設けることが好ましい。駆動磁石体と被動磁石体
とによる前記伝動手段は、過大な負荷に対しては伝動を
遮断する過負荷保護作用を当然に有し、従って摺動弁体
が所定位置に回動してストッパで物理的に停止させられ
ても、前記伝動手段の伝達力が小さいので大きな衝撃を
生じない。

【００１１】摺動弁体の前記回動により、四方切換弁の
流路が切り換えられ、高圧流体入口と第二切換口及びケ
ース内部、並びに低圧流体出口と第一切換口とが各々連
通させられ、従ってその場合に、高圧流体入口から流入
した高圧流体はケース内部を加圧しつつ第二切換口から
流出し、また第一切換口から流入した低圧流体は低圧流
体出口から流出することになる。

【００１２】なお、前記流路状態において、外部アクチ
ュエータの回転出力部が前記と反対の方向に回転させら
れると、摺動弁体は一方の位置に回動し、当初の流路状
態に切り換えられる。

【００１３】差動機構を有する歯車減速装置が、互いに
歯数を異にする固定内歯歯車及び従動内歯歯車並びにそ
れらに噛合される複数の遊星歯車を備えたものでは、従
動内歯歯車は各遊星歯車の一公転に対して前記歯数差に
相当する角度だけ回転し、高減速比と高トルクが得られ
る。なお、各遊星歯車に高速回転部として太陽歯車が噛
合されると、さらに高い減速比が得られることになる。

【００１４】また、差動機構を有する歯車減速装置が、
一方が軸線方向に可撓性を有すると共に互いに歯数を異
にする固定冠歯車及び従動冠歯車並びにそれらを部分的
に噛合させる押圧体を備えたものでは、従動冠歯車は押
圧体の一回転に対して前記歯数差に相当する角度だけ回
転し、この場合も高減速比と高トルクが得られる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明を実施例１〜３に基づいて具体
的に説明する。 〔実施例１〕図１は本発明の実施例１に係る四方切換弁
の側断面図、図２は図１に示す四方切換弁における摺動
弁体部分の横断面図であり、（Ａ）は摺動弁体が左方向
に回動して一方の位置にある状態、（Ｂ）は摺動弁体が
右方向に回動して他方の位置にある状態を各々示してい
る。

【００１６】同図において、円盤状の弁座体１上に頂部
が閉塞された円筒状のケース２が密封下に被せられ、弁
座体１には高圧流体入口３、低圧流体出口４、第一切換
口５及び第二切換口６が開口されている。

【００１７】弁座体１内面にはその中央に突設された中
心軸７を介して摺動弁体８が２位置間で回動自在に摺接
され、一方の位置では、図２（Ａ）に示すように、連通
路８ａ及び８ｂにより、高圧流体入口３と第一切換口５
及びケース２内部、並びに低圧流体出口４と第二切換口
６とを各々連通させると共に、他方の位置では、図２
（Ｂ）に示すように、連通路８ａ及び８ｂにより、高圧
流体入口３と第二切換口６及びケース２内部、並びに低
圧流体出口４と第一切換口５とを各々連通させる。な
お、弁座体１の前記低圧流体出口４には摺動弁体８内部
へ突出されたストッパ９を備え、このストッパ９が摺動
弁体８の連通路８ｂの各端縁と係合して摺動弁体８の回
動を２位置間に制限している。

【００１８】また、ケース２側部内面に固定内歯歯車１
１が固定され、前記中心軸７に太陽歯車１２が回転自在
に軸支されると共に太陽歯車１２頂部が円錐台状の軸体
１３を介してケース２頂部内面に点状に摺接支承されて
回転の安定化が図られ、固定内歯歯車１１と各太陽歯車
１２とに複数の遊星歯車１４（図１に１個のみ図示す
る）が自転及び公転可能に噛合され、摺動弁体８外周に
は各遊星歯車１４と噛合されると共に固定内歯歯車１１
と歯数を異にする歯形転移された従動内歯歯車１５が摺
動弁体８と連動回転可能に係合されている。

【００１９】前記固定内歯歯車１１、太陽歯車１２及び
従動内歯歯車１５等は、協動して本発明における差動機
構を有する歯車減速装置を構成し、この場合に、太陽歯
車１２が高速回転部、従動内歯歯車１５が低速回転部と
される。

【００２０】前記太陽歯車１２には磁石円盤からなる被
動磁石体２１が結合される。また、ケース２頂部に第二
ケース２２が延設される共に、第二ケース２２頂部外面
には前記中心軸７と同軸線上に電動機からなる外部アク
チュエータ２３が設置されると共にその回転出力部２４
には第二ケース２２内部において磁石円盤からなる駆動
磁石体２５が前記被動磁石体２１とケース２頂部を挟ん
で対向するように結合されている。

【００２１】前記構成において、摺動弁体８が図２
（Ａ）に示す一方の位置にあるときに、外部アクチュエ
ータ２３の回転出力部２４が駆動磁石体２５と一体に右
方向に回転させられると、駆動磁石体２５と連動して被
動磁石体２１が太陽歯車１２と一体に同方向に回転する
と共に各遊星歯車１４が自転しつつ太陽歯車１２と固定
内歯歯車１１との間を右方向に公転し、それによって従
動内歯歯車１５が各遊星歯車１４の一公転に対して固定
内歯歯車１１との歯数差に相当する角度だけ右方向に回
転すると共にその回転が摺動弁体８に伝達され、摺動弁
体８が高トルクで図２（Ｂ）に示す他方の位置に回動さ
せられる。

【００２２】なお、摺動弁体８が図２（Ｂ）に示す他方
の位置にあるときに、外部アクチュエータ２３の回転出
力部２４が左方向に回転させられると、前記と同様にし
て摺動弁体８が図２（Ａ）に示す一方の位置に回動させ
られる。

【００２３】本実施例１では、外部アクチュエータ２３
の回転は、遊星機構によりある程度減速された後、差動
機構を経てさらに大幅に減速されることになる。

【００２４】〔実施例２〕図３は本発明の実施例２に係
る四方切換弁の側断面図である。同図において、既述の
実施例１における減速装置を一部設計変更し、中心軸７
に太陽歯車１２が回転自在に軸支される代わりに保持体
１６が回転自在に軸支されると共に保持体１６頂部が実
施例１と同様の円錐台状の軸体１３を介してケース２頂
部内面に点状に摺接支承され、該保持体１６に円盤磁石
からなる被動磁石体２１が結合されると共に各遊星歯車
１４の回転軸１７が支承されている。

【００２５】前記構成においては、外部アクチュエータ
２３の回転が保持体１６を介して各遊星歯車１４を直接
公転させることになり、従って本実施例２では差動機構
による減速のみが行なわれ、実施例１に含まれるような
遊星機構による減速は行なわれない。なお、前記減速装
置以外の構成は実施例１と同様であり、それらの構成及
び作用の説明を省略する。

【００２６】〔実施例３〕図４は本発明の実施例３に係
る四方切換弁の側断面図である。同図において、既述の
実施例１における減速装置を別構造のものに設計変更
し、ケース２側部内面には中心軸７を中心とする剛性の
固定冠歯車３１が固定され、中心軸７には固定冠歯車３
１と歯数を異にすると共に軸線方向に可撓性を有する従
動冠歯車３２が固定冠歯車３１上にそれと対向して回転
自在に軸支され、該従動冠歯車３２が摺動弁体８と連動
回転可能に係合されている。前記固定冠歯車３１及び従
動冠歯車３２は、何れも環状平面からなるピッチ面を備
え、各周縁に軸線方向に突出する歯を有している。

【００２７】さらに、中心軸７には保持体１６が回転自
在に軸支されると共に保持体１６頂部が実施例１と同様
の円錐台状の軸体１３を介してケース２頂部内面に点状
に摺接支承され、該保持体１６に円盤磁石からなる被動
磁石体２１が結合され、さらに従動冠歯車３２の周縁部
上を転動して該周縁部を部分的に下方に変形させつつ押
圧するローラからなる押圧体３３が直径方向のアーム３
４を介して結合されると共にアーム３４他端に押圧体３
３重量との均衡を図るバランスウエイト３５が設けられ
ている。

【００２８】前記固定冠歯車３１、従動冠歯車３２及び
押圧体３３は、協動して本発明における差動機構を有す
る歯車減速装置を構成し、この場合に、押圧体３３が高
速回転部、従動冠歯車３２が低速回転部とされる。

【００２９】前記構成において、外部アクチュエータ２
３の回転出力部２４が駆動磁石体２５と一体に一方向に
回転させられると、駆動磁石体２５と連動して被動磁石
体２１が保持体１６と一体に同方向に回転すると共に押
圧体３３が可撓性の従動冠歯車３２を固定冠歯車３１に
部分的に噛合させつつ回転し、それによって従動冠歯車
３２は押圧体３３の一回転に対して前記歯数差に相当す
る角度だけ同方向に回転すると共にその回転が摺動弁体
８に伝達され、摺動弁体８が高トルクで所定の位置に回
動させられる。なお、前記減速装置以外の構成は実施例
１及び実施例２と同様であり、それらの構成及び作用の
説明を省略する。

【００３０】本実施例３においては、必要に応じて、押
圧体３３を２箇所以上に設けることもでき、また従動冠
歯車３２を剛性とすると共に固定冠歯車３１を可撓性と
して押圧体３３による押圧変形に供されるようにしても
よい。

【００３１】

【発明の効果】本発明に係る四方切換弁は以上のように
構成されるので、少ない部品点数による装置の小型化や
高減速比及び高トルクが得られると共に摺動弁体を比較
的小さな駆動力の外部アクチュエータにより背圧の作用
下においても大きな駆動力で安定且つ確実に作動させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る四方切換弁の側断面図
である。

【図２】図１に示す四方切換弁における摺動弁体部分の
横断面図であり、（Ａ）は摺動弁体が左方向に回動して
一方の位置にある状態、（Ｂ）は摺動弁体が右方向に回
動して他方の位置にある状態を各々示している。

【図３】本発明の実施例２に係る四方切換弁の側断面図
である。

【図４】本発明の実施例３に係る四方切換弁の側断面図
である。

【符号の説明】

１ 弁座体 ２ ケース ３ 高圧流体入口 ４ 低圧流体出口 ５ 第一切換口 ６ 第二切換口 ８ 摺動弁体 １２ 太陽歯車 １５ 従動内歯歯車 ２１ 被動磁石体 ２３ 外部アクチュエータ ２４ 回転出力部 ２５ 駆動磁石体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｋ 39/04 Ｆ１６Ｋ 39/04 Ｆ２５Ｂ 41/04 Ｆ２５Ｂ 41/04 Ｃ (72)発明者 片岡 央 京都府京都市南区久世殿城町338番地 シ ンポ工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁座体と、弁座体上に被せられたケース
   と、弁座体に開口された高圧流体入口、低圧流体出口、
   第一切換口及び第二切換口と、弁座体内面に２位置間で
   回動自在に摺接され、一方の位置で高圧流体入口と第一
   切換口及びケース内部、並びに低圧流体出口と第二切換
   口とを各々連通させると共に、他方の位置で高圧流体入
   口と第二切換口及びケース内部、並びに低圧流体出口と
   第一切換口とを各々連通させる摺動弁体と、摺動弁体を
   ケース外から回動させると共に所定位置に切り換える外
   部アクチュエータとからなる四方切換弁において、 ケース内部に差動機構を有する歯車減速装置を設け、該
   歯車減速装置の低速回転部に摺動弁体を連動回転可能に
   係合させると共に歯車減速装置の高速回転部に被動磁石
   体を結合し、且つ外部アクチュエータの回転出力部に前
   記被動磁石体を回転駆動する駆動磁石体を結合したこと
   を特徴とする四方切換弁。