JPH1038102A - ４モード切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーエアコン等に使用された場合に、分岐管
が不要で、２つの入口継手も一つで済むことになり、配
管作業の工数が低減され、システム全体のコストが低減
すること等が可能な４モード切換弁を提供する。 【解決手段】 １つの入口部２ｂと、第１出口部８ａ及
び第２出口部９ａが穿設された弁本体２と、弁本体２の
入口部２ｂに連通する流入口３ａと、第１流出口３ｂ及
び第２流出口３ｃを表面に有するとともに、流入口３ａ
及び両流出口８ａ、９ａを互いに連通させた球状弁体３
を有し、球状弁体３の回動により４つのモードに切換可
能とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、４モード切換弁に
関し、特に、ＲＶ車のカーエアコン等に使用する４モー
ド切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、ＲＶ車に設けられている従来の
カーエアコンの配管系統図である。このシステム１２０
においては、圧縮機１３０と、凝縮器１４０、及び冷蔵
庫１５１と、フロントクーラユニット１５２と、リアク
ーラユニット１５３の３つのクーラーユニットが備えら
れる。そして、これらのクーラーユニットをそれぞれ独
立して運転可能とするため、フロント電磁弁１６１とリ
ア電磁弁１６２の２つの２方電磁弁が設けられる。

【０００３】本システムにおいて、フロント電磁弁１６
１及びリア電磁弁１６２をともに閉とした場合には、冷
蔵庫１５１のみの運転が可能となり、フロント電磁弁１
６１を開、リア電磁弁１６２を閉とした場合には、冷蔵
庫１５１とフロントクーラユニット１５２が運転され、
フロント電磁弁１６１を閉、リア電磁弁１６２を開とし
た場合には、冷蔵庫１５１とリアクーラユニット１５３
が運転され、フロント電磁弁１６１及びリア電磁弁１６
２を開とした場合には、３つのクーラユニットがすべて
運転される。すなわち、４つの運転モードが適宜選択す
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のシ
ステム１２０においては、２つの２方弁１６１、１６２
を使用し、運転するクーラユニットに応じて冷媒流路を
切り換えているため、フロントクーラユニット１５２及
びリアクーラユニット１５３へ通じる配管途中において
分岐管１７０が必要になるとともに、２方弁１６１、１
６２のぞれぞれに対して入口継手が必要となるため、配
管作業の工数が掛かり、システム全体のコストの上昇を
招いていた。

【０００５】また、上記システム１２０において、２方
弁１６１、１６２に電磁弁を使用した場合には、電磁弁
の開閉時にウォータハンマーが発生し、振動、騒音が問
題となる。これを解消するには、電動弁等を使用するこ
とにより、弁の開閉を徐動することが考えられるが、そ
のためのコストがシステム全体のコストの上昇を招くこ
ととなる。

【０００６】そこで、上記のようなシステムにおいて、
２つの弁を配置することなく、一つの弁によって、運転
するクーラユニットに応じて上記４モードを切り換える
ことが可能となれば、分岐管１７０が不要となり、２つ
の入口継手も一つで済むことになるため、配管作業の工
数が低減され、システム全体のコストが低減されること
となる。また、この弁を電動弁等とすることにより弁の
開閉を徐動化した場合でもコストの上昇を最低限に押さ
えることが可能となる。

【０００７】一方、従来より球状弁体を有する２方弁、
３方弁、４方弁等が使用されているが、上記目的を達成
することのできる４モード切換弁は提案されていない。
例えば、図８に示すような従来の球状弁体を使用した３
方弁２０１がある。

【０００８】この３方弁２０１においては、弁本体２１
０に、入口部２３０と、２つの出口部２４１、２４２が
形成され、球状弁体２２０に互いに連通する３つの開口
２５１２、２５２、２５３が形成されている。そして、
球状弁体２２０を回動することにより、２つの出口部２
４１、２４２のいずれも開の状態（図８（ａ））、出口
部２４１、２４２のいずれか一方が開となる状態、（図
８（ｂ）及び（ｄ））、いずれも閉となる状態（図８
（ｃ））の４つのモードを切り換えることが可能であ
る。

【０００９】しかし、図８（ｃ）に明示されているよう
に、従来の３方弁２０１では、入口部２３０と出口部２
４１、２４２が連通しない全閉モードにおいて、両流出
口２４１、２４２が連通することとなり、不必要な連通
が生ずる。また、弁本体２１０と球状弁体２２０との間
の冷媒の漏れを防止するのは、入口部２３０、出口部２
４１、２４２の３カ所に弁シートを設ける必要がある
が、３方弁２０１の構造上、３カ所からの漏れをすべて
防止するのは困難である。

【００１０】そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑
みてなされたものであって、従来の機能を維持しなが
ら、一つの４モード切換弁によって、分岐管が不要とな
り、２つの入口継手も一つで済むことになり、配管作業
の工数が低減され、システム全体のコストが低減するこ
と等が可能となる４モード切換弁を提供することを目的
とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
４モード切換弁であって、１つの入口部と、第１出口部
及び第２出口部が穿設された弁本体と、該弁本体の前記
入口部に連通する流入口と、該流入口と中心を結ぶ直線
に対して直角な面上に位置する第１流出口及び第２流出
口を表面に有するとともに、該流入口及び該第１流出口
及び第２流出口を互いに連通させた球状弁体を有し、該
球状弁体を、前記流入口と前記中心を結ぶ直線の回りに
回転することにより、前記第１流出口及び第２流出口を
前記弁本体の前記第１出口部及び第２出口部に連通させ
るモードと、前記球状弁体の前記第１流出口と前記弁本
体の前記第１出口部とを連通させるモードと、前記球状
弁体の前記第２流出口と前記弁本体の前記第２出口部と
を連通させるモードと、前記球状弁体の前記第１流出口
及び第２流出口を前記弁本体のいずれの出口部とも連通
させないモードの４つのモードに切換可能としたことを
特徴とする。

【００１２】請求項２記載の発明は、前記球状弁体の前
記第１流出口を通り、前記流入口と前記中心を結ぶ直線
に直交する直線と、前記球状弁体の前記第２流出口を通
り、前記流入口と前記中心を結ぶ直線に直交する直線と
が互いに直交することを特徴とする。

【００１３】請求項３記載の発明は、前記球状弁体の前
記第１流出口を通り、前記流入口と前記中心を結ぶ直線
に直交する直線と、前記球状弁体の前記第２流出口を通
り、前記流入口と前記中心を結ぶ直線に直交する直線
が、前記中心を通ることを特徴とする。

【００１４】そして、本発明によれば、球状弁体を前記
流入口と前記中心を結ぶ直線の回りに回転することによ
り、不必要な連通が生ずることなく、４つのモードの切
換が可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明にかかる４モード切
換弁の実施の形態の具体例を図面を参照しながら説明す
る。図１及び図２に示すように、本発明にかかる４モー
ド切換弁１は、弁本体２と、球状弁体３と、蓋４と、弁
体操作軸５等によって構成される。

【００１６】弁本体２の上部は、上方が開放された筐体
状に形成され、円柱状の空間として形成された弁室２ａ
を内側に有し、この弁室２ａに球状弁体３が収容され
る。弁本体２の下部には、入口部２ｂが形成され、この
入口部２ｂは球状弁体３の流入口３ａに連通する。図２
に示すように、弁本体２の側面には、２つの出口継手
８、９の取付部２ｃ、２ｄが形成されている。

【００１７】図３に示すように、球状弁体３の表面に
は、流入口３ａと、２つの流出口３ｂ、３ｃが形成さ
れ、これらは通路３ｄによって互いに連通している。ま
た、球状弁体３の上部には、弁体操作部１０（図１）と
係合する操作部３ｅ及び挿入孔３ｆが形成される。後述
するように、この弁体操作部１０は弁体操作軸５に連結
され、弁体操作軸５の回動に応じて、弁体操作部１０を
介して球状弁体３が弁体操作軸５の軸線回りに回動可能
となっている。図１に示すように、弁体操作部１０の底
部曲面と操作部３ｅの表面には遊びとしての隙間が設け
られている。

【００１８】また、図１に示すように、流入口３ａに
は、円筒状の連結部材１３が嵌装され、この連結部材１
３は、弁室２ａの底部に形成された凹部２ｅにも挿入さ
れ、入口流路２ｂと流入口３ａを連通している。従っ
て、弁体操作軸５によって球状弁体３を回動しても、流
入口３ａは常に入口流路２ｂと連通している。

【００１９】弁本体２の上部開口は蓋４によって密封さ
れる。この蓋４には、弁体操作軸５が挿入される挿入孔
４ａが穿設される。弁体操作軸５の下端部には、弁体操
作部１０が一体に設けられる。図４に示すように、弁体
操作部１０は、円板状の基部１０ａと、球状弁体３の操
作部３ｅと嵌合する二面取部１０ｂ及び円筒状の突起１
０ｃからなる。そして、突起１０ｃが球状弁体３の挿入
孔３ｆに挿入されるとともに、操作部３ｅと二面取部１
０ｂが係合し、弁体操作軸５の回動に伴い弁体操作部１
０を介して球状弁体３が回動する。この弁体操作軸５の
回動には、電動モータ等の駆動手段を使用することはも
ちろん、手動によることも可能である。弁体操作軸５に
は２つの凹部５ａ、５ｂが形成され、それぞれにパッキ
ン１１、１２が嵌装される。

【００２０】図２に示すように弁本体２の取付部２ｃ、
２ｄには、出口継手８、９が取り付けられ、これらの間
は、パッキン１５、１６によりシールされている。出口
継手８、９には、それぞれ出口部８ａ及び９ａが穿設さ
れる。出口継手８、９の弁室２ａ側端部には、それぞれ
弁シート６及び７が装着され、弁シート６及び弁シート
７は球状弁体３の表面に接している。尚、本実施例で
は、出口継手８、９は弁本体２とは別体として構成され
ているが、一体に形成することも可能である。

【００２１】次に、上記構成を有する４モード切換弁１
によるモードの切り換えについて説明する。図５（ａ）
は、全開モードであって、第１流出口３ｂは第２出口部
９ａに、第２流出口３ｃは第１出口部８ａに連通してい
る。従って、流入口３ａからの流体は、第１出口部８ａ
及び第２出口部９ａの両方に流れる。

【００２２】この状態から、球状弁体３を時計回りに９
０度回転させると図５（ｂ）に示す状態となる。この状
態では、第２流出口３ｃが第２出口部９ａに連通し、第
１流出口３ｂは閉状態となる。従って、流入口３ａから
の流体は、第２出口部９ａにのみ流れる。

【００２３】球状弁体３を時計回りにさらに９０度回転
させると、図５（ｃ）に示す全閉モードになる。すなわ
ち、第１流出口３ｂ及び第２流出口３ｃとも閉状態とな
り、流入口３ａからの流体は、第１出口部８ａ及び第２
出口部９ａに流れることはない。

【００２４】図５（ｃ）に示す状態からさらに球状弁体
３を９０度回転させると、図５（ｄ）に示す状態とな
り、第１流出口３ｂが第１出口部８ａに連通し、第２流
出口３ｃは閉状態となる。従って、流入口３ａからの流
体は、第２出口部８ａにのみ流れる。

【００２５】以上のように、本発明にかかる４モード切
換弁１では、球状弁体３を、流入口３ａと中心を結ぶ直
線の回りに回転することにより、球状弁体３の２つの流
出口３ｂ、３ｃを弁本体２の２つの出口部８ａ、９ａに
連通させるモードと、球状弁体３の第１流出口３ｂと弁
本体２の第１出口部８ａとを連通させるモードと、球状
弁体３の第２流出口３ｃと弁本体２の第２出口部とを連
通させるモードと、球状弁体３の２つの流出口３ｂ、３
ｃを弁本体２のいずれの出口部とも連通させないモード
の４つのモードに切換可能となる。また、前述の従来の
３方弁における全閉モードにおける不必要な連通が生ず
ることもない。

【００２６】次に、上記４モード切換弁１をＲＶ車のカ
ーエアコンに使用した場合について図６を参照しながら
説明する。このシステム２０では、図７に示した従来の
システム１２０と同様に、圧縮機３０と、凝縮器４０、
及び冷蔵庫５１と、フロントクーラユニット５２と、リ
アクーラユニット５３の３つのクーラーユニットが備え
られる。そして、凝縮器４０からの配管のフロントクー
ラユニット５２及びリアクーラユニット５３との分岐点
に上記構成を有する４モード切換弁１が配置される。

【００２７】４モード切換弁１は、上記３つのクーラー
ユニットをそれぞれ独立して運転可能とするために配置
される。４モード切換弁１の入口流路２ｂは、凝縮器４
０からの管路６０に連通し、出口部８ａ、９ａはそれぞ
れフロントクーラユニット５２及びリアクーラユニット
５３の入口配管７１、７２に連通する。そして、４モー
ド切換弁１のモードを切り換えることにより、第１出口
部８ａ、第２出口部９ａをともに閉とした場合には、冷
蔵庫５１のみの運転が可能となり、第１出口部８ａを
開、第２出口部９ａを閉とした場合には、冷蔵庫５１と
フロントクーラユニット５２が運転され、第１出口部８
ａを閉、第２出口部９ａを開とした場合には、冷蔵庫５
１とリアクーラユニット５３が運転され、第１出口部８
ａ、第２出口部９ａをともに開とした場合には、３つの
クーラユニットがすべて運転可能となる。

【００２８】そして、本システム２０においては、１つ
の４モード切換弁のみによって、運転するクーラユニッ
トに応じて冷媒流路を切り換えているため、フロントク
ーラユニット５２及びリアクーラユニット５３へ通じる
配管途中において分岐管が不要となるとともに、入口継
手が一つで済むため、配管作業の工数を低減することが
可能となり、システム全体のコストの低減を図ることが
できる。また、継手の数が減少することに伴い、冷媒の
外部への漏れに関して信頼性が向上する。

【００２９】また、弁の開閉時に発生するウォータハン
マの発生を防止するため、上記４モード切換弁１を電動
弁等とすることにより弁の開閉を徐動化した場合でも、
コストの上昇を最低限に押さえることが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】そして、本発明によれば、球状弁体を前
記流入口と前記中心を結ぶ直線の回りに回転することに
より、不必要な連通が生ずることなく、４つのモードの
切換が可能となるため、ＲＶ車のカーエアコン等に使用
された場合に、従来必要であった分岐管が不要となり、
２つの入口継手も一つで済むことになり、配管作業の工
数が低減され、システム全体のコストが低減すること等
が可能となる。また、弁の開閉時に発生するウォータハ
ンマの発生を防止するため、上記４モード切換弁１を電
動弁等とすることにより弁の開閉を徐動化した場合で
も、コストの上昇を最低限に押さえることが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる４モード切換弁の縦断面図であ
る。

【図２】本発明にかかる４モード切換弁の横断面図であ
る。

【図３】図１の４モード切換弁の球状弁体の一部破断斜
視図である。

【図４】図１の４モード切換弁の弁体操作部及び球状弁
体の操作部を示す図であって、（ａ）は弁体操作部の正
面図及び球状弁体の断面図、（ｂ）は弁体操作部の側面
図及び球状弁体の断面図である。

【図５】図１の４モード切換弁のモード切換の説明図で
ある。

【図６】図１の４モード切換弁使用したカーエアコンの
配管系統図である。

【図７】ＲＶ車に設けられている従来のカーエアコンの
配管系統図である。

【図８】球状弁体を使用した、従来の３方弁を示す断面
図である。

【符号の説明】

１ ４モード切換弁 ２ 弁本体 ３ 球状弁体 ４ 蓋 ５ 弁体操作軸 ６、７ 弁シート ８、９ 出口継手 １０ 弁体操作部 １１、１２、１５、１６ パッキン １３ 連結部材 ２０ カーエアコンシステム ３０ 圧縮機 ４０ 凝縮器 ５１ 冷蔵庫 ５２ フロントクーラユニット ５３ リアクーラユニット

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １つの入口部と、第１出口部及び第２出
   口部が穿設された弁本体と、 該弁本体の前記入口部に連通する流入口と、該流入口と
   中心を結ぶ直線に対して直角な面上に位置する第１流出
   口及び第２流出口を表面に有するとともに、該流入口及
   び該第１流出口及び第２流出口を互いに連通させた球状
   弁体を有し、 該球状弁体を、前記流入口と前記中心を結ぶ直線の回り
   に回転することにより、前記第１流出口及び第２流出口
   を前記弁本体の前記第１出口部及び第２出口部に連通さ
   せるモードと、前記球状弁体の前記第１流出口と前記弁
   本体の前記第１出口部とを連通させるモードと、前記球
   状弁体の前記第２流出口と前記弁本体の前記第２出口部
   とを連通させるモードと、前記球状弁体の前記第１流出
   口及び第２流出口を前記弁本体のいずれの出口部とも連
   通させないモードの４つのモードに切換可能としたこと
   を特徴とする４モード切換弁。
2. 【請求項２】 前記球状弁体の前記第１流出口を通り、
   前記流入口と前記中心を結ぶ直線に直交する直線と、前
   記球状弁体の前記第２流出口を通り、前記流入口と前記
   中心を結ぶ直線に直交する直線とが互いに直交すること
   を特徴とする請求項１記載の４モード切換弁。
3. 【請求項３】 前記球状弁体の前記第１流出口を通り、
   前記流入口と前記中心を結ぶ直線に直交する直線と、前
   記球状弁体の前記第２流出口を通り、前記流入口と前記
   中心を結ぶ直線に直交する直線が、前記中心を通ること
   を特徴とする請求項１または２記載の４モード切換弁。