JPS63180780A - 冷凍サイクル用四方弁 - 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０第６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は圧縮
機、２はアキュムレータであり、四方弁３を介して室内
コイル４と膨張器５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。四
方弁３は、弁本体７とパイロットバルブ８とで構成され
ており、弁本体Ｔ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、３ベーノ ２個ピストン９，１ｏは連結棒１０で結ばれ同時に第５
図上で左右に移動する。連結棒１４上にはスライドパル
プ１５が取り付けられており、ピストン９，１Ｑが動け
ば前記スライドバルブ１５が共に動く。ピストン９，１
０で挾まれた領域には４本の導管１６．１７，１８．１
９が接続され、圧縮機１の吐出管１６は常に空間１２に
連通し、圧縮機１の吸入管１７はスライドバルブ１５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に接続されており、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
りする。ピストン９，１０には圧力バランス孔２２．２
３を設けている。次にパイハツトパルプ８の構造につい
て説明する。

パイロットパルプ８内には２つの空間２４　、２５が設
けられ、ソレノイドコイル２６によシ作動するニードル
パルプ２７．２８にて交互に閉塞される連通孔２９を有
している。第５図のニードルパルプ２７．２８はソレノ
イドコイル２６が通電された暖房運転状態を示している
。３０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１３と空間２５を連結する排気管である。次に以
上の構成にてなる四方弁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り、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は高圧となシ、ピストン
９，１０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
３０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１５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１持する。次に
、暖房運転が停止されるか、５ページ 除霜運転が開始されるか、又は冷房運転開始時における
四方弁３の動作を説明する。上記３つの運転状態におい
てはソレノイドコイル３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５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３ｏ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１１は抽気管３１．空間
２４゜抽気管３ｏを介して吸入管１７と連通し急激に低
圧圧力となる。そのためピストン９をへだでて空間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及びスライドバルブ１５が第５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スライドバルブ１５の駆動
を冷媒ガスの高低圧・力差を用いて行うパイロット方式
となっているために、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６ベーノ なる問題点を有していた。更に構造中に、抽気管３ｏ、
３１，３２や圧力バランス孔２２　、２３　。

パイロットパルプ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シ閉塞され、切
換作動不能どなる恐れがある等、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。

一方、昨今のエアコン動向として四方弁切換時の高圧冷
媒と低圧冷媒の衝突による衝撃音をなくす目的で除霜前
後や冷房暖房切換時に圧縮機の運転を停止して高低圧力
差をなくした後に四方弁を切換える制御方式が主流化し
つつあることから切換時の高低圧力差が低減されスライ
ドバルブ１５の切換力が従来に比べて大巾に低減される
傾向にあり、パイロット方式を採用し々くても切換が可
能な方向に向かいつつある。

本発明は上記問題点と昨今のエアコンの動向による四方
弁の使われる環境変化に鑑み、パイロットバルブレス化
を図シ、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７ページ 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。

問題点を解決するだめの手段 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、導出口とこの導出口の両側に第一、第二の通口
を並設したバルブシートを弁本体を形成するシリンダ内
に設け、前記バルブシートに当接シールするフッ素樹脂
等の摩擦係数の小さい材料よシ成るスライドシートリン
グをその開口端の最も内寄りに設けた溝部に収納しその
溝部両壁を変形させて加締固着し内側に凹部を有するキ
ャップ型スライドパルプをソレノイドによシリンダ３３
内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パルプに形成した溝部にカシメ
止めされており、かつ低圧圧力域に連通ずる連通路にて
前記溝部を連通したものである。

作　　　用 本発明は上記した構成によってシステムの高低圧力差が
スライドパルプの内外に加わってもバルブシート面との
シール位置を四方弁としての所要流路断面積を確保でき
る最も内寄りとしているのでスライドパルプのシステム
差圧力の受圧面積が最小となりスライドシートリングの
シール面荷重を小さくできるので、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巾に低減でき
る。

また、スライドパルプに形成した連通路により、カシメ
止めされたスライドシートリング底面に高圧圧力が作用
して、スライドシートリングを抜は出し方向に移動さす
力の発生を阻止できスライドシー）　ＩＪソング不用な
変形を防止する。

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。

９ベーソ ３３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管３４の導入口３４ａが開口されて
いる。３５は前記シリンダ３３の一端に嵌合溶接された
蓋である。３６は前記シリンダ３３の内壁に固定され反
固定側にシート面３６ａを有するバルブシートであシ、
前記シリンダ３３の軸方向に３個の開口部３６ｂ、３６
ｃ、３６ｄを並設している。前記バルブシート３６の中
央の開口部３ｅｂは、圧縮機の吸入側に接続される吸入
管３７が接続される導出口である。又前記導出口３６ｂ
の両側の開口部３６ｃ、３６ｄ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、第二の導管３８．３９が接続される第一
、第二の通口である。

４ｏは前記バルブシート３６のシート面３６ａに当接し
てシールする摺動性の優れた例えば四フッ化エチレン樹
脂等のフッ素樹脂より成るスライドシートリング４１を
開口端の最も内寄りに設けた円状溝部４０ａに収納し、
その溝部両壁４０ｂ。

４０Ｃを溝部４０ａ側に変形させて前記スライド１０ベ
ーノ シートリング４１を加締固定し内側に流路を形成する凹
部４ｏｄを有するキャップ型スライドパルプである。４
０ｄは溝部４０ａの底部よりスライドシートリング４１
で区画される低圧圧力域（Ｌ）（高圧圧力域は（ハ）で
表示）に連通ずる連通路である。４２は前記シリンダ３
３の他端を閉塞する蓋である。４３は前記蓋４２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４４、電磁コイル４５．復帰バネ４６そして前記
スライドパルプ４ｏをその反吸着側のリング部４７ａに
嵌合して連結したプランジャ４５より構成されており、
電磁コイル４５への通電制御により前記スライドパルプ
４０が前記シリンダ３３内を軸方向に摺動する。そして
前記スライドパルプ４０の開口端に固定されてスライド
シートリング４１の位置は、第１図、第３図図示の前記
スライドパルプ４０第一の位置（電磁コイル４５無通電
）において前記導出口３ｅｂと第一の通口３６ｃを前記
スライドパルプ４０の内側凹部４０ｄを流路として連通
させ、電磁＝イル４５の通電によりプ１１　ベーン ランジャ４７及びスライドパルプ４ｏを吸引した第二の
位置（第４図）において前記導出口３６ｂと第二の通口
３６ｄ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図から第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４５に非通電時の態様を示した
ものでプランジャ４７は復帰バネ４８の作用により図の
左方に附勢されてそのリング部４７ａ先端が蓋３５に当
接して止まる。

この結果、スライドシートリング４１をシール面にして
スライドパルプ４０の内側凹部４０ｄを流路として導出
口ｓｅｂと第一の通口３６ｃが連通されると共に、導入
口３４ａと第二の通口ｓａｄもシリンダ３３の内部を通
して連通される。従って冷媒ガスは、圧縮機−吐出管３
４→第一の導管３８−室外コイル→膨張弁→室内コイル
→第二の導管３９−吸入管３７→圧縮機の冷房サイクル
回路あるいは除霜サイクル回路となる。

次に電磁コイル４５を通電状態にすると（第４図）、プ
ランジャ４了は固定鉄心４４に吸着され当接して止まる
。この結果、パルプスライド４゜の内側凹部４０ｄによ
り形成される流路にて導出口３６ｂと第二の通口３６ｄ
が連通されると共に、導入口３４ａと第一の通口３６ｃ
もシリンダ３３の内部を通して連通される。従って冷媒
ガスは、圧縮機→吐出管３４→第二の導管３９→室内コ
イル−膨張弁−室外コイル→第一の導管３８−吸入管３
７→圧縮機の暖房サイクル回路となる。

以上の様に本実施例によれば、導出管３ｅｂとこの導出
口３６ｂの両側に第一、第二の通口３６　ｃ。

ｓａｄを並設したバルブシート３６を弁本体を形成する
シリンダ３３内に設け、前記バルブシート３６のシート
面３６ａに当接シールするフッ素樹脂より成るスライド
シートリング４１をその開口端の最も内寄りに設けた溝
部４０ａに収納しその溝部側壁４ｏｂ　、４０Ｃを変形
させて加締固着し内側に凹部４ｏｄを有するキャップ型
スライドパルプ４０をソレノイド４３によシンリンダ３
３軸方向に移動することにより、導出口３６ｂと連通１
３　ベーン される通口ｓｓｃ、３６ｄを選択し、冷媒通路を切換え
る様構成したことにより、システムの高低圧力差がスラ
イドパルプ４ｏの内外に加わってもバルブシート３６の
シート面３６ａとのシール位置が最も内寄りであるため
にスライドパルプ４０のシステム差圧力受圧面積を最小
としてスライドシートリング４１のシール面荷重を小さ
くできるので、スライドシートリング４１の作動抗力（
摩擦係数×作用力）は小さく、シリンダ３３軸方向に移
動するために要する切換力が大巾に低減できる。また、
スライドパルプ４ｏに形成した連通路４０ｄの存在によ
り、スライドシートリング４１の底面は常に低圧圧力に
運転中維持される。従って、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等を使用
しても、カシメ部よりスライドシートリング４１が脱出
する等の問題がない。なお、第５図は他の実施例であり
、連通路４０ｄに連らなる凹陥４０ｅを形成し、圧力分
布の均一化を図ったものである。

発明の効果 １４６−ソ 以上の様に本発明は、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の内壁に固定し導出口とこの導出
口の両側に第一、第二の通口を前記シリンダの軸方向に
並設したバルブシートと、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開口端の最も内寄り
に設けた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、溝部から低圧
圧力域に連通ずる連通路を形成し、前記シリンダの軸方
向に移動して内側凹部を流路として前記導出口と第一あ
るいは第二の通口を択一的に連通させるキャップ形スラ
イドパルプと、前記スライドパルプを往復動させるソレ
ノイドとを備えた構成とすることにより、システムの高
低圧力差がスライドパルプの内外に加わってもバルブシ
ートのシート面とのシール位置が最も内寄りであるため
にスライドパルプのシステム差圧力受圧面積を最小とし
てスライドシートリングのシール面荷重を小さくできる
ので、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、また、スライ１５　ページ ドバルプに形成した連通路の存在により、スライドシー
トリングの底面は常に低圧圧力に運転中維持されるので
、スライドシートリングに可撓性があるものの、摩擦係
数の小さいフッ素樹脂等を用いることが可能と々るため
、シリンダ軸方向に移動するために要する切換力が大巾
に低減でき、弁切換を従来の如くパイロットパルプを用
いなくても可能となり、大巾な低コスト化、小型化２作
動信頼性向上が図れるものである。

【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
弁の冷房及び除霜状態を示す断面図、第２図は第１図の
要部拡大図、第３図は第１図のＩ−Ｘ方向の断面図、第
４図は第１図の暖房状態を示す断面図、第５図は他の実
施例を示す第２図相当の断面図、第６図は従来の冷凍サ
イクル用四方弁の断面図である。 ３３・・・・・・シリンダ、３４ａ・・・・・・導入口
、３６・・・・・・バルブシート、３６ｂ・・・・・・
導出口、ｓｅａ、３ｅｄ・・・・・・第一、第二の通口
、４０・・・・・・スライドパルプ、４１・・・・・・
スライドシートリング、４０ａ・・・−・・溝部、４３
・・・・・・ンレノイド、４０ｄ・・・用達通路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１　
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　弁本体を形成し導入口を有するシリンダと、前記シリ
   ンダの内壁に固定し導出口とこの導出口の両側に第一、
   第二の通口を前記シリンダの軸方向に並設したバルブシ
   ートと、前記バルブシートに当接してシールする摩擦係
   数の小さい材料より成るスライドシートリングを開口部
   の最も内寄りに設けた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前記シリンダ
   の軸方向に移動して内側凹部を流路として前記導出口と
   第一あるいは第二の通口を択一的に連通させるキャップ
   形スライドバルブと、前記スライドバルブを往復動させ
   るソレノイドとを有し、一端が前記溝部に、他端が前記
   スライドシートリングにて高低圧力に区画される低圧圧
   力域に連通する連通路を備えたことを特徴とする冷凍サ
   イクル用四方弁。