JPS62210363A - 切換弁 - 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切換弁に関するものである。

従来の技術 近年、冷凍サイクル用の切換弁は、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
漬の切換弁の一例について説明する。

第６図は従来の切換弁の断面図を示すものである。１は
圧縮機、２はアキュムレータであり、切換弁３を介して
室内コイル４と膨張器６と室外コイル６の環状回路と接
続され、周知のヒートポンプ式冷媒回路を構成している
。切換弁３は、弁本体７とパイロットパルプ８とで構成
されており、弁本体７は２個のピストン９，１０により
３つの空間１１．１２，１３に分けられ、２個ピストン
９．１０は連結棒１４で結ばれ同時に第６図上で左右に
移動する。連結棒１４上にはスライドパルプ１６が取り
付けられており、ピストン９，１０が動けば前記スライ
ドパルプ１６が共に動く。ピストン９，１０で挾まれた
領域には４本の導管１６．１７，１８，１９が接続され
、圧縮機１の吐出管１６は常に空間１２１Ｃ連通し、圧
縮機１の吸入管１７はスライドパルプ１６とバルブシー
ト２０にて形成される空間２１に常に連通している。

また導管１８．１９はそれぞれ室内コイル４及び室外コ
イル６に接続されておシ、スライドバルブ１５の位置に
より空間１２と連通したり空間２１と連通したシする。

ピストン９，１ｏには圧力バランス孔２２．２３を設け
ている。次にパイロットパルプ８の構造について説明す
る。パイロットバルブ８内には２つの空間２４．２５が
設けられへ電磁コイル２６により作動するニード、ルバ
ルプ２７．２８にて交互に閉塞される連通孔２９を有し
ている。第６歯のニードルパルプ２７．２８は電磁コイ
ル２６が通電された暖房運転状態を示している。３ｏは
前記連通孔２９と吸入管１７とを連通ずる抽気管、３１
は空間１１と空間２４を連通する抽気管、３２は空間１
３と空間２５を連結する抽気管である。次に以上の構成
にてなる切換弁３の動作について説明する。

第６図は暖房運転状態を示しておシ、各空間１１゜１２
．１３，２４．２５の圧力は次の様になっている。圧縮
機１の吐出ガスにより空間１２は高圧となり、ピストン
９，１ｏに設けられた圧力バランス孔２２．２３を通じ
て空間１１及び空間１３を高圧圧力に保とうとする。と
ころがパイロットパルプ８内のニードルパルプ２７が連
通孔２９を閉じているため空間１３は抽気管３２．空間
２５゜連通孔２９及び抽気管３０を介して吸入管１７と
連通し低圧圧力となっている。従って空間１１と空間１
３の間にはピストン９，１０を介して圧力差を生じ、ピ
ストン９，１０及びスライドバルブ１６が第６図の右方
向に押しつけられ所定の暖房運転状態を維持する。次に
、暖房運転が停止されるか、除霜運転が開始されるか、
又は冷房運転開始時における切換弁３の動作を説明する
。上記３つの運転状態においては電磁コイル２６は通電
が停止されている。そのためニードルパルプ２７゜２８
は第６図左方向に移動するため、ニードルパルプ２８が
連通孔２９を閉じ、抽気管３０は空間２４と連通するよ
うになる。従って暖房時に高圧圧力となっていた空間１
１は抽気管３１．空間２４゜抽気管３ｏを介して吸入管
１７と連通して急激に低圧圧力となる。そのためピスト
ン９をへだてて空間１２と空間１１の間に圧力差が生じ
、この圧力差によってピストン９，１０及びスライドパ
ルプ１６が第６図の左方向に押しつけられる。従って吐
出管１６は導管１９と連通し、導管１８は空間２１を介
して吸入管１７と連通ずる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の構成では、パイロット方式であるた
めに非常に多くの部品が必要となり、構造が複雑で、組
立工数も多くなる問題点を有していた。更に構造中に、
抽気管３０，３１．３２や、圧力バランス孔２２，２３
、パイロットバルブ８の連通孔２８．２９等の微小開口
部分が多いため、冷媒回路中の異物等により閉塞され、
切換作動不能となる恐れがある等、信頼性の面でも不安
定であるという問題点を有していた。又これを解決する
一手段として弁切換を行う摺動弁を電磁コイルにより直
接移動させる方法が考えられるが（図示せず）、摺動弁
を確実に移動するためには多大な吸引力を要するため、
この吸引力を連続定格として得るためには、極めて大き
な電磁コイルが必要となり、消費電力も大きくなるとい
う問題点を有するため実現していない。

本発明は上記問題点に鑑み、低コストで小型のパイロッ
トバルブレス型であり、しかも消費電力の少ない切換弁
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切換弁は、導通路
を切換える摺動弁を直接電磁コイルにより駆動すると共
に、この電磁コイルを中間タップを介して一次コイルと
二次コイルに分割し、−次コイルと直列にかつ二次コイ
ルと並列になる様前記中間タップに接続した通電ブレー
ク自動復帰型のバイメタルスイッチを電磁コイルの熱影
響を受ける位置に設けて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電磁コイルへの通電初期
には、−次コイルのみに通電して大きな電流を通して大
きな吸引力を引出してプランジャを吸着させ、吸着後は
通電によシ発熱して接点を開放するバイメタルスイッチ
の働きにより一次コイルと二次コイルで形成される電気
回路に切換えて保持トルク相当の通電電流に絞られる。

以降はバイメタルスイッチが冷却に要するあるインター
バルをおいて自動復帰し短時間のみ導通状態となシー次
コイルに大電流を通して吸引動作がくり返えされるため
確実な吸着状態が維持される。この時、バイメタルスイ
ッチは電磁コイルの熱影響を受けるだめバイメタルスイ
ッチの自動復帰に要する時間が長くなるため電磁コイル
への大電流通電時間比率はきわめて小さくなシ、その結
果、電磁コイルの小型化が図れる。

実施例 以下本発明の一実施例の切換弁について図面を参照しな
がら説明する。第１図と第２図は本発明の一実施例にお
ける切換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側に
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１９
ａ、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１９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、第二のパルプシー）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゜２３が開口され
る第一、第二の通口２０　ｂ　、２０Ｃがシリンダ１６
の軸方向に並設開口されている。

２４は前記シリンダ１６内を軸方向に摺動する摺動弁で
あり以下の如く構成されてい、Ｌ２５．２６は前記パル
プシー）１９，２０のシート面１９ａ。

２０ａに当接してシールする摺動性のすぐれた例えばフ
ッ素樹脂等より成るスライドシートリング２７．２８を
一端に固着した一対のスライドパルプである。２９は前
記スライドバルブ２５．２６前記スライドバルブ２５．
２６の間に介在して前記一対のスライドバルブ２５．２
６を前記パルプ゛　シー）１９．２０のシート面１９ａ
、２０ａに附勢し、前記スライドシートリング２７．２
８を前記バルブシート１９．２０のシート面１９ａ。

２０ａに圧接して内外をシールする板バネである。

３１．３２はシールリングで略Ｖ字状の断面形状をして
おり前記スライドバルブ２５．２６の外周中央凹部に収
納され前記スライダ２９の内面に圧接して前記スライド
シートリング２６．２７とともに前記一対のスライドバ
ルブ２４．２５及びスライダ２８によシ形成される略円
筒状の流路の内外をシールしている。３３は前記スライ
ダ２９と直結され後述する電磁コイル３８への通電制御
に上シールリング１６の軸方向に前記摺動弁２４を摺動
するプランジャである。３４は前記プランジャ３３を摺
動自在に収納したプランジャガイドであり、一端に固定
鉄心３５を嵌合溶接するとともに捕端は前記シリンダ１
６の他端に嵌合溶接された蓋３６の中央孔部に固定され
ている。３７は前記プランジャ３３と前記固定鉄心３５
の間に介在させた復帰バネであシ、前記プランジャ３３
を常に図の下方に付勢している。３８は前記プランジャ
ガイド３４の外周に固定的に設けられ外郭を樹脂３８ａ
でモールドした電磁コイルであシ、第４図に示す如く、
両側端子３８ｂ、３８Ｃを引出し更に中間タップ３８ｄ
を引き出し、前記端子３８ｂ゛と前記中間タップ３８ｄ
間を一次コイル３８ｅ、前記端子３８ｃと前記中間タッ
プ３ａｄ間を二次コイル３８ｆとし、前記中間夕“ツブ
３ａｄには通電により自己発熱して一定時間後に接点を
開放し回路を開路し冷却すると自動復帰するバイメタル
スイッチ３９を接続し前記−次コイル３８ｅと直列にか
つ二次コイル３８Ｅと並列になる様回路を構成している
。前述したバイメタルスイッチ３９は前記電磁コイル３
８の外郭のモールド樹脂３８ａ内に一体的に収納されて
おり、前記電磁コイル３８が通電により温度上昇すると
その熱影響を受けて自動復帰に要する時間が長くなる。

４０は前記プランジャ３３と前記固定鉄心３５と共に磁
気回路を形成するヨークであり、前記固定鉄心３５にね
じ４１で係止している。そして前記摺動弁２４のスライ
ドシートリング２７．．２８の位置は、第１図、第２図
図示の摺動弁２４第一の位置（電磁コイル３８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３８０通電によシブランジャ３３を吸引
した第二の位置（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切換弁について以下第１図から第
５図を用いてその動作を説明する。第１■ 図、第２図は電磁コイル３日に非通電時の態様を示した
ものでプランジャ３３は復帰バネ３７の作用によυ図の
下方に附勢されてスライダ２９が蓋１８に当接して止ま
る。この結果、摺動弁２４により導出口１９ｂと第一の
通口２０ｂが連通されると共に、導入口１７ｂと第二の
通口２０ｃもシリンダー６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
クルあるいは除霜サイクル回路となる。

次て電磁コイル３８へ通電すると初期的にはバイメタル
スイッチ３９は導通状態であるだめ一次コイル３８ｅの
みに通電されて大きな電流が通じてプランジャ３３は復
帰バネ３７の附勢力に抗して固定鉄心３６に吸着されて
当接して止まる。その後は通電による自己発熱でバイメ
タルが反転して接点を開放し回路を開路するバイメタル
スイッチ３９の働きにより一次コイル３８ｅと二次コイ
ル３ｓｆで形成される電気回路に切換えて保持トルク和
尚の通電電流に絞られる。以降はバイメタルスイッチ３
９が冷却に要するあるインターバルをおいて自動復帰し
短時間のみ導通状態となり一次コイル３８ｅに大電流を
通して吸引動作がくり返され確実な吸着状態が維持され
る（第５図）。

この結果、摺動弁２４により、導出口１９ｂと第て連通
される。従って冷媒ガスは、圧縮機→吐出バイブ１７→
第二の接続パイプ２３→室内コイル→膨張弁→室外コイ
ル→第一の接続パイプ２・２→吸入パイプ２１→圧縮機
の暖房サイクル回路となる。この時、バイメタルスイッ
チ３９は電磁コイル３８の熱影響によシ自動復帰に要す
る時間が長くなるため電磁コイル３８の大電流通電時間
比率はきわめて小さい。

以上の様に本実施例によれば、導通路を切換える摺動弁
２４を直接電磁コイル３８によシ駆動するとともに１こ
の電磁コイル３８を中間タップ３８ｄを介して一次コイ
ル３８ｅと二次コイルｓｓｆに分割し、−次コイル３８
ｅと直列にかつ二次コイル３ａｆと並列となる様前記中
間タップ３８ｄに接続した通電ブレーク自動復帰型のバ
イメタルスイッチ３９を電磁コイル３８の熱影響を受け
る位置に設けた構成することによシ、通電初期は一次コ
イル３８ｅのみに通電して大きな電流を通して大吸引力
を引出してプランジャ３３を吸着させ、吸着後は通電に
よシ発熱して接点を開放するバイメタルスイッチ３９の
働きによシー次コイル３８ｅと二次コイルａｓｆで形成
される電気回路に切換えて保持トルク相当の通電電流に
絞られる。以降はバイメタルスイッチ３９が冷却に要す
るあるインターバルをおいて自動復帰し短時間のみ導通
状態となシー次コイル３８ｅに大電流が通じて吸引動作
がくシ返されるため確実な吸着状態が維持される。この
時、バイメタルスイッチ３９は、電磁コイル３８の熱影
響によシ自動復帰に要する時間が長くなるため電磁コイ
ル３８への大電流通電時間比率はきわめて小さくできる
。その結果、電磁コイル３８の小型化が図れることから
、弁切換が従来の如くパイロットパルプ機構や超大型の
電磁コイルを用いなくても可能となり、大幅な低コスト
化、小型化２作動信頼性向上が図れるものである。

発明の効果 以上のように本発明は、中間タップを介して一次コイル
と二次コイルを有する電磁コイルと、前記−次コイルと
直列にかつ二次コイルと並列になる様前記中間タップに
接続され前記電磁コイルの熱影響を受ける位置に設けた
通電ブレーク自動復帰型のバイメタルスイッチと、前記
電磁コイルの磁力により駆動するプランジャと、前記プ
ランジャに直結され弁本体に形成するシリンダ内を摺動
して導通路を切換える摺動弁とを備えた構成としたこと
により、通電初期は一次コイルのみに通電して大きな電
流を通して大吸引力を引出してプランジャを吸着させ、
吸着後は通電により発熱して接点を開放するバイメタル
スイッチの働きにより一次コイルと二次コイルで形成さ
れる電気回路に切換えて保持トルク相当の通電電流に絞
られる。

以降はバイメタルスイッチが冷却に要するあるインター
バルをおいて自動復帰し短時間のみ導通状態となり一次
コイルに大電流が通じて吸引動作がくシ返されるため確
実な吸着状態が維持される。

この時、バイメタルスイッチは、電磁コイルの熱影響に
より自動復帰に要する時間が長くなるため電磁コイルへ
の大電流通電時間比率はきわめて小さくできる。その結
果、電磁コイルの小型化が図れることがら、弁切換が従
来の如くパイロットパルプ機構や超大型の電磁コイルを
用いなくても可能とな９、大幅な低コスト化、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切換弁の非通電状態
を示す断面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ方向の部分断面
図、第３図は第１図の通電状態を示す断面図、第４図は
本発明の一実施例を示す電磁コイルの回路構成図、第５
図は第４図の回路構成における通電時の電磁コイル電流
の時間変化特性図、第６図は従来例における切換弁の断
面図を示したものである。 １６・・・・・・シリンダ、２４・・・・・・摺動弁、
３３・・団・プランジャ、３８・・・・・・電磁コイル
、３８ｄ・・・・・・中間タップ、３８ｅ・・・・・・
−次コイル、３８ｆ・・・・・・二次コイル、３９・・
・・・・バイメタルスイッチ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１６
−−−シリング ２４−謬動升 ３３−一一プフンシ゛ヤ ３８−一覧■医コイル 第　１　図　　　　　　　　　３８ｅ−一吹コイル゛３
８ｆ−−−二久コイル ３９−ｍ−パイメダルスイッチ ｆ６−−−シリング ２４−づ１動升 ３３−−−ズランクヤ ３８−一一旬し召良コイル ３／３ｅ−−−一六コイル ３３−　プラン：フイ ３８−−一電、磁コイル ３ｑ−ｍ−７＼゛イメタルスイッチ ｌ ３８−一一覗五ぎコイル ３９−一−バ、イメグルスイッテ 第５図 吟間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁コイルの磁力により駆動するプランジャと、前記プ
   ランジャに直結され弁本体を形成するシリンダ内を摺動
   して導通路を切換える摺動弁とを備え、前記プランジャ
   を吸引する電磁コイルは中間タップを介して一次コイル
   と二次コイルを有しており、前記二次コイルと並列にな
   る様前記中間タップに接続され前記電磁コイルの熱影響
   を受ける位置に設けた通電ブレーク自動復帰型のバイメ
   タルスイッチを備えた切換弁。