JPS63285381A - 切替弁 - 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 本発明は例えば空調機の冷房、暖房の切替に用いる冷凍
サイクル用四方弁などの切替弁に関するものである。

従来の技術 従来の技術としては、例えば特公昭３６−１２６８９号
公報に示されている様な切替弁がある。

以下図面に基づき、上述した従来の切換弁の構成を説明
する。

第５図、第６図は従来の切替弁の断面図である。

１は圧縮機、２はアキュームレータであシ、四方弁３を
介して室内熱交換器４とキャピラリ６と室外熱交換器６
の環状囲゛路と接続されている。四方弁３は四方弁本体
７とパイロットバルブ装置８とで構成されている。

そして、四方弁本体７は間隔を隔てた２個のピストン９
，１０により３つの弁室１１，１２及び１３に分けられ
、２個のピストン９，１０は連結棒１４で結ばれ同時に
第６図上で左右に動く、連結棒１４上にはスライド弁１
６が取付けられておリ、ピストン９，１ｏに連動してこ
のスライド弁１５が動く。

ピストン９，１０ではさまれた領域には４本のパイプ１
６，１７，１８，１９により導入口１６ａ。

導出口１７ａ、第一通口１８ａ、第二通口１９ａを形成
している。

圧縮機１の吐出パイプ１６は、導入口１６ａを介し弁室
１２に常に連通し、圧縮機の吸入パイプ１８の導出口１
７ａはスライド弁１５とパルプシー）２０にて形成され
る流路２１１Ｃ常に連通している。又パイプ１８の第一
通口１８ａ、パイプ１９の第二通口１９ａはそれぞれ室
内熱交換器４及び室外熱交換器６に接続されておシ、ス
ライド弁１５の位置により弁室１２又は流路２１と連通
する。

ピストン９，１０には圧力バランス孔２２．２３が開け
られている・ 次にパイロットパルプ装置８の構造について説明する。

パイロット装置８内には２つの弁室２４，２５が設けら
れ、ソレノイドコイル２６により作動するニードル弁２
７．２８にて交互に閉塞される連通孔２９を有している
。

第６図のニードル弁２了、２Ｂはソレノイドコイルが通
電された状態、すなわち暖房の状態を示す。

３ｏは前記連通孔２９と吸入パイプ１７とを連通ずる細
管、３１は弁室１１と弁室２４を連通する細管、３２は
弁室１３と弁室２５を連通する細管である。

以上のように構成された冷凍サイクル用四方切替弁につ
いて、以下その作動状態を説明する。

第６図は暖房運転の状態を示しておシ、各弁室１１．１
２，１３，２４，２５の圧力は次のようになっている。

圧縮機１の吐出ガスにより弁室１２は高圧となシ、ピス
トン９，１ｏに設けられた圧縮バランス孔２２．２３を
通じて弁室１１および弁室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装置８内のニードル弁２
７が連通孔２９を閉じているため、弁室１３は細管３２
．弁室２５゜連通孔２９および細管３ｏを介して吸入パ
イプ１７と連通して低圧圧力となっている。したがって
弁室１１と１３の間にはピストン９．１０’ｉ介して圧
力差が生じ、ピストン９，１０、およびスライド弁１５
が図面上の右方向に押し付けられ、所定の暖房運転状態
を維持する。

次に冷房運転開始時における四方弁３の動作を説明する
。

第５図において、ソレノイドコイル２６は通電が停止さ
れている。そのためニードル弁２７．２８は図面上左方
向に移動し、ニードル弁２８は連通口２９を閉じ、細管
３Ｑは弁室２４と連通するようになる。したがって暖房
時高圧となっていた弁室１１は、細管３１．弁室２４．
細管３０を介して吸入パイプ１７と連通し急激に低圧圧
力となる。

そのためピストン９を隔てて弁室１２と弁室１１間に圧
力差が生じ、この圧力差によりピストン９゜１０および
スライド弁１６が図面上左方向へ押し付けられ、吐出パ
イプ１６とパイプ１９は、導入口１６ａ、弁室１２．第
二通口１９ａを介して連通し、パイプ１８は一一通ロ１
８ａ、流路２１゜導出口１７ａを介して吸入パイプ１７
と連通し、冷房運転の状態となる。

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、暖房運転、冷房運転開始
時において、スライド弁１６は、弁室１２の高圧冷媒圧
力と流路２１の低圧冷媒圧力の圧力差ニよシ、バルブシ
ート２０に過大な力で押し付けられているため、例えば
暖房運転から冷房運転もしくはその逆に切換え作動させ
る場合、スライド弁１６の、駆動は冷媒ガスの高低圧力
差を利用して行なうパイロット方式となっている。した
がって非常に多くの部品が必要となシ、又構造も複雑で
あるなど、組立工程も複雑となる問題点を有していた。

更に切換作動を行うための、細管３０゜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
２９等が冷媒回路中の異物等により閉塞され、切換作動
となるおそれがある等、信頼性の面も不安定であるとい
う問題点を有していた。

加えて上記従来例では、暖房運転中は連続通電であるた
め消費電力が大きく省エネルギ性での課題を有していた
。又、暖房運転の電源切の際に四方弁への通電も停止さ
れるためニードル弁２７゜２８は第６図において左方向
に移動するため、システム内に残っている高低圧力差に
よりいったん冷房運転状態に戻るため、不用な冷媒の切
替り音が発生し、不快感を与えていた。

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ながら、消費電力が小さく、暖
房運転停止時にも冷媒切替りによる不快音を発生させな
い切替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替弁は、流路を
切替える摺動弁をプランジャにより直接駆動するソレノ
イド部の固定鉄心を分割してその間に着磁及び消磁が可
能な磁石を設け、この磁石を着磁及び消磁する吸引コイ
ルと復帰コイルとを有し前記吸引コイルには全波整流回
路を、前記復帰コイルには半波整流回路を接続して構成
したものである。

作　　用 本発明は上記した構成によって吸引コイルに接続された
全波整流回路に通電すると摺動弁と直結したプランジャ
が固定鉄心に吸引されると同時に磁石が着磁されプラン
ジャを自己保持するため通電は短時間のみでよく、復帰
も復帰コイルに接続された半波整流回路に短時間通電し
磁石を消磁することで自己保持を解除して行えることか
らコイルの小を化及び低入力化が図れるものである。

実施例 以下本発明の一実施例の切替弁について図面を参照しな
がら説明する。なお冷却システムは従来と同一構成であ
るため同一番号を付してその詳細な説明を省略する。第
１図及び第３図は、本発明の一実施例における切替弁の
非通電時の断面図と示すものである。

３３は弁本体を形成するシリンダで側面に圧縮機１の吸
入側に接ぼされる吸入パイプ３４の導出口３４ａが開口
している。３６は前記シリンダ３３の一端に嵌合溶接さ
れた蓋である。３３ａ、３３ｂは前記シリンダ３３の内
壁にシート面を互いに平行に対向させて一体に形成した
第一、第二のバルブシートであり、第一のバルブシー）
３３ａには圧縮機１の吐出側に接続される吐出パイプ３
６への導入口３３ａが開口している。又、第二のバルブ
シート３３ｂには、各々凝縮器又は蒸発器として可逆的
に機能する室外熱交換器４．室内熱交換器６に接続され
る第一、第二の接続パイプ３７゜３８が開口される第一
、第二の通口３３ｄ、３３ｓがシリンダ３３の軸方向に
並設開口されている。

３９．４０は、前記バルブシート３３ａ、３３ｂＫ当接
してシールする摺動性のすぐれた例えばＰＴＦＥ（四フ
ッ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂よりなるスライドシ
ートリング４１．４２を固定した一対のスライドバルブ
である。４３は前記スライドパルプ３９．４０を両端に
収納してトンネル状流路を構成するスライダである。４
４は前記スライダ４３内にあって前記スライド、＜ルプ
３９．４０の間に介在して前記一対のスライドバルブ３
９．４０ｉ前記バルブシート３３ａ、３３ｂに付勢し、
前記スライドシートリング４１．４２を前記バルブシー
ト３３ａ、３３ｂに圧接して内外をシールする板バネで
ある。４６．４８は前記スライドバルブ３９．４０の外
周中央凹部に収納され前記スライダ間をシールする■字
形シールリングである。４７は前記シリンダ３３の他端
を閉塞する蓋である。４８は前記蓋４７の中央に前記シ
リンダ３３と同軸にとりつけられたパイプである。４９
は前記スライダ４３と一端を連結し前記パイプ４８内を
その軸方向に移動可能なプランジャである。εＯは前記
プランジャ４９の他端と同一軸心で対向し復帰バネ６１
を介して設けた固定鉄心であり前記パイプ４８の先端を
閉塞している。

５２は前記固定鉄心６０を前記軸方向で分割する様に介
挿され、着磁及び消磁が可能なたとえばアルニコ系磁石
である。５３．５４は前記パイプ４日の外側に配設され
前記軸心とほぼ一致した軸心をもち互いに逆向きに巻線
した吸引コイル、復帰コイルであり外側に設けたヨーク
６６と共にソレノイドコイルを形成している。前記吸引
コイル６３は後述する全波整流回路６６に接続されてお
り、通電により前記磁石６２は着磁される。７方、前記
復帰コイル５４は後述する半波整流回路６７に接続され
ており１通電により前記磁石５２は消磁される。

次に前記全波整流回路５６．半波整流回路５７を第４図
により説明する。前記全波整流回路５６は、交流電源５
８の両端にリレー等の第一の制御スイッチ６９を介して
ブリッジダイオード６ｏの入力側に接続し、その出力側
に前記吸引コイル犯を接続している。又、前記半波整流
回路５７は、前記交流電源５８に第二の制御スイッチ６
１．ダイオード６２及び前記復帰コイル６４を直列に接
続している。そしてスライダ４３の両端に収納されたス
ライドパルプ３９，４０の端部に固定されたスライドシ
ートリング４１．４２の位置は、第１図、第２図図示の
スライダ４３が第一の位置（プランジャ４９非吸着状態
）において前記導入口３３ｃと第一の通口３３ｄを連通
させ、吸引コイル５３の通電によりプランジャ４９及び
スライダ４３を吸引した第２の位置（第３図）において
前記導入口３３ｃと第二の通口３３ｅｆ、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替弁について以下第１図〜第４
図を用いてその動作を説明する。第１図。

第２図はプランジャ６１の非吸着時の態様を示したもの
で図の下方に附勢されてスライダ４３が蓋３６に当接し
て止まる。この結果、スライダ４３及びその両端に収納
されたスライドパルプ３９゜４ｏにより形成されるトン
ネル状流路により導入口３３ｃと第一の通口３３ｄが連
通されるとともに、導出口３４ａと第二の通口３３ｅ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１→吐出パイプ３６→第一の接続パイプ３
７→室外熱交換器４→膨張弁６→室内熱交換器６→第二
の接続バイブ３８→吸入パイプ３４→圧縮機１の冷房サ
イクル回路となる。

次に第一の制御スイッチ６９を導通して全波整流回路６
６に通電し、吸引コイル５３を一定時間通電状態にする
とプランジャ４９は固定鉄心６０に吸着され、当接して
止まる。これと同時に磁石５２は着磁され、通電後もそ
の吸着力によりプランジャ４９を自己保持する。この結
果、スライダ４３及びその両端に収納されたスライドパ
ルプ３９．４０により形成されるトンネル状流路により
導入口３３ｃと第二の通口３３ｅが連通されると共に、
導出口３４ａと第一の通口３３ｄ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１→吐
出バイブ３６→第二の接続パイプ３８→室内熱交換器６
→膨張弁６→室外熱交換器４→第一の接続パイプ３７→
吸入パイプ３４→圧縮機１の暖房サイクル回路となる。

次に、第二の制御スイッチ６１を導通して半波整流回路
６７に通電し、復帰コイル６４を一定時間通電状態にす
ると、前記磁石６２は消磁され、プランジャ４９は復帰
バネ５１の作用により図の下方に附勢されてスライダ４
３が蓋３５に当接して止まる。

以上の様に本実施例によれば、流路（冷媒回路）を構成
する吐出パイプ３６．吸入パイプ３４．第１、第２の接
続パイプ３７．３８を切換えるスライダ４３及びスライ
ドパルプ３９．４０により形成される摺動弁を直接プラ
ンジャ４９により駆動するソレノイド部の固定鉄心５ｏ
を分割してその間に着磁及び消磁が可能な磁石５２を設
け、この磁石６２を着磁及び消磁する吸引コイル６３と
復帰コイル５４を有し、前記吸引コイル５３には全波整
流回路６６と復帰コイル５４には半波整流回路５７を接
続して構成している。

従って吸引コイル５３に通電するとプランジャ４９が固
定鉄心６ｏに吸引されると同時に磁石６２が着磁されプ
ランジャ４９を自己保持するため通電は短時間のみでよ
い。また復帰も吸引コイル５３と逆磁界を与えるように
巻線した復帰コイル５４に短時間通電し、磁石５２ｆ！
：消磁することで自己保持を解除して行えることから、
コイルの小型化を図ることができ、弁切換が従来の如く
パイロット機構や超大型のソレノイドを用いなくても可
能となる。又、暖房運転停止時にコイルへの通電が停止
しても前記磁石５４の着磁力により自己保持され、不快
な切替り音は発生しない。又、制御回路として、大きな
起磁力が必要で大きな直流電流を流す吸引コイルには全
波整流を用い、第一の制御スイッチ６９を交流側に設け
ているので接点の溶着かなく、一方磁石５２の消磁のみ
でよく小さな起磁力でよい。復帰時には、半波整流を用
いて回路コストの低減と低入力化が図れる。

発明の効果 以上の様に本発明は、弁本体を形成するシリンダと、前
記シリンダに接続された導管と、前記シリンダ内を移動
して前記導管により構成される流路を切替える摺動弁と
、前記摺動弁と一端を連結し移動可能なプランジャと前
記プランジャの他端と同一軸心で対向し復帰バネを介し
て設けた固定鉄心と、前記固定鉄心を前記軸方向で分割
する一様に介挿され着磁及び消磁が可能な磁石と、前記
固定鉄心及びプランジャの外側に配設され前記軸心とほ
ぼ一致した軸心をもちかつ前記磁石を青磁。

消磁する吸引コイルと、前記磁石の着磁用である前記吸
引コイルに電流を流す全波整流回路と、消磁用である復
帰コイルに電流を流す半波整流回路とより構成したので
、プランジャ吸着状態で自己保持できるため各コイルへ
の短時間通電制御により切換動作が可能となるので低コ
ストで小型のパイロットバルブレス壓でありながら、消
費電力が小さく、しかも暖房運転停止時（電源切）にコ
イルへの通電が停止しても前記磁石により自己保持され
るため、不快な切替シ音が発生しない。又、制御回路と
してコストの高い全波整流回路は、大きな起磁力が必要
な吸引コイル側のみでよく、復帰コイル側は安価な半波
整流回路としたので制御回路の低コスト化が図れる等、
実用的効果の大きい切替弁を提供できる。

【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替弁の冷房状態を
示す断面図、第２図は第１図の要部斜視図、第３図は第
１図の暖房状態を示す断面図、第４図は電気回路図、第
５図は従来の切替弁の冷房状態を示す断面図、第６図は
第６図の暖房状態を示す断面図である。 ３３・・・・・・シリンダ、３４，３６，３７．３８・
・・・・・導管、３９．４０．４３・・・・・・摺動弁
（スライダ）。 ４９・・・・・・プランジャ、５ｏ・・・・・・固定鉄
心、６１・・・・・・復帰バネ、６２・・・・・・磁石
、５３・・・・・・吸引コイル、５４・・・・・・復帰
コイル、６６・・・・・・全波整流回路、５７・・・・
・・半波整流回路。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｓｔ
　−一糧帰バネ ３３−ｍ−シリンダ ３４．３乙、３７．Ｍ−一導管 ３３−−−シ１ルダ ５３−　　阪ｙ百イ２Ｌ ｊ４−（賢婦コイ、ル お−全７ｖ流圓蕗 、ローーー千濃整ｉ回路 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁本体を形成するシリンダと、前記シリンダに接続され
   た導管と、前記シリンダ内を移動して前記導管により構
   成される流路を切替える摺動弁と、前記摺動弁と一端を
   連結し移動可能なプランジャと、前記プランジャの他端
   と同一軸心で対向し復帰バネを介して設けた固定鉄心と
   、前記固定鉄心を前記軸方向で分割する様に介挿され着
   磁及び消磁が可能な磁石と、前記固定鉄心及びプランジ
   ャの外側に配設され前記軸心とほぼ一致した軸心をもち
   かつ前記磁石を着磁及び消磁する吸引コイルと復帰コイ
   ルと、前記磁石の着磁用である前記吸引コイルに電流を
   流す全波整流回路と、消磁用である前記復帰コイルに電
   流を流す半波整流回路とを有する切替弁。