JP2003240134A - 四方向切換弁 - Google Patents

四方向切換弁

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JP2003240134A JP2002036561A JP2002036561A JP2003240134A JP 2003240134 A JP2003240134 A JP 2003240134A JP 2002036561 A JP2002036561 A JP 2002036561A JP 2002036561 A JP2002036561 A JP 2002036561A JP 2003240134 A JP2003240134 A JP 2003240134A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで安価な四方向切換弁を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 筒状のボディ1内に、ポートBをポート
Aまたはスリーブ2を介してポートDに切り換える弁体
3を持った三方切換弁と、ポートCをポートAまたはポ
ートDに切り換える弁体4を持った三方切換弁と、これ
ら三方切換弁を駆動するピストン18とを同軸上に配置
し、三方電磁弁19がピストン18の上部の圧力室に高
圧を導入してスリーブ2に保持された弁体3,4を下方
へ駆動し、上方へは、圧力室を低圧にし、ガイド7,8
の受圧面積をガイド6より大きくすることで発生する駆
動力で行う。これにより、全体構造がシンプルかつコン
パクトになり、ボディの加工が1軸加工で済むため、製
品コストを低減できる。また、弁体3,4は同時に着座
しない構成にし、先に着座した方の着座方向の移動をス
プリング9,10で吸収し、シール不良を排除した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は四方向切換弁に関
し、特に自動車のヒートポンプ方式冷暖房システムなど
において冷暖房モードの切り換え時に冷媒管路の切り換
えを行う四方向切換弁に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車用の冷暖房システムにおいて、冷
房運転では冷凍サイクルが用いられ、暖房運転には、エ
ンジンの冷却水が熱源として用いられている。しかしな
がら、この暖房用の熱源は、近年、エンジンの燃焼効率
が向上したことにより、冷却水の温度が高くならず、冬
期に十分な暖房温度を得ることができなくなってきてい
る。そこで、冷房と一緒に暖房もできるようなシステム
のニーズが増えている。このような冷暖房システムで
は、室内熱交換器および室外熱交換器に流す冷媒の流れ
方向を冷房運転時と暖房運転時とで逆転させる必要があ
るが、その冷媒流れ方向の切り換えを行うのが四方向切
換弁である。
【0003】図17は四方向切換弁を使用した冷暖房シ
ステムの構成を示す図である。冷暖房システムは、圧縮
機101と、四方向切換弁102と、室外熱交換器10
3と、減圧装置104と、室内熱交換器105と、アキ
ュムレータ106とから構成されている。四方向切換弁
102は、4つのポートA〜Dを有している。四方向切
換弁102のポートAは、圧縮機101の吐出側に接続
され、ポートBは、室外熱交換器103に接続され、ポ
ートCは、室内熱交換器105に接続され、ポートD
は、アキュムレータ106に接続されている。
【0004】四方向切換弁102は、冷房運転時は、実
線で示したように、ポートAとポートBとが連通し、ポ
ートCとポートDとが連通するように切り換えられる。
したがって、圧縮機101にて圧縮された高温・高圧の
冷媒は、四方向切換弁102のポートAに入り、ポート
Bから室外熱交換器103に送られ、ここで冷媒は熱交
換されて凝縮され、減圧装置104にて断熱膨張されて
低温・低圧になる。この低温・低圧の冷媒は、室内熱交
換器105で室内の暖かい空気と熱交換されて蒸発さ
れ、四方向切換弁102のポートCおよびポートDを通
ってアキュムレータ106に入り、ここで気液分離され
た冷媒が圧縮機101に戻る。
【0005】一方、暖房運転のとき、四方向切換弁10
2は、破線で示したように、ポートAとポートCとが連
通し、ポートBとポートDとが連通するように切り換え
られる。したがって、圧縮機101にて圧縮された高温
・高圧の冷媒は、四方向切換弁102のポートAおよび
ポートCを通って室内熱交換器105に入り、ここで熱
交換されて室内の冷たい空気を加熱する。この室内熱交
換器105にて凝縮された冷媒は、減圧装置104にて
断熱膨張されて低温・低圧になり、室外熱交換器103
での熱交換により蒸発され、四方向切換弁102のポー
トBおよびポートDを通ってアキュムレータ106に入
り、ここで気液分離された冷媒が圧縮機101に戻る。
【0006】このように、四方向切換弁102は、その
冷媒通路を切り換えることにより、冷暖房システムの運
転モードを切り換えることができる。四方向切換弁10
2としては、本願出願人による特願2001−1832
91号明細書にて提案した四方向切換弁がある。この四
方向切換弁は、高圧冷媒が導入されるポートAからポー
トBまたはポートCへの通路開閉を行う第1の弁および
第3の弁と、ポートBまたはポートCから低圧のポート
Dへの通路開閉を行う第2の弁および第4の弁とを分離
独立し、第1の弁および第2の弁と第3の弁および第4
の弁とをそれぞれ第1のピストンおよび第2のピストン
によって駆動する構成にし、かつ、ポートAに導入され
た高圧冷媒の一部を第1のピストンおよび第2のピスト
ンの圧力室に選択的に導入する2つの電磁弁を備えてい
る。
【0007】これにより、2つの電磁弁がポートAの高
圧流体を第1または第2のピストンの圧力室に切り換え
導入することによって、ポートAがポートBと連通し、
ポートCがポートDと連通する第1の状態と、ポートA
がポートCと連通し、ポートBがポートDと連通する第
2の状態とを切り換えできるようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
四方向切換弁は、ボディの中に2組の三方切換弁を並列
に配置した構造を有しているため、ボディが大きくなる
とともに弁体およびその弁体を駆動するピストンを収容
するシリンダを2列加工しなければならないためコスト
が高くなるという問題点があった。
【0009】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、コンパクトで安価な四方向切換弁を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では上記問題を解
決するために、第1のポートに導入された流体を第2の
ポートに導出し、第3のポートに導入された流体を第4
のポートに導出する第1の状態と、前記第1のポートに
導入された流体を前記第3のポートに導出し、前記第2
のポートに導入された流体を前記第4のポートに導出す
る第2の状態とを切り換える四方向切換弁において、前
記第2のポートを前記第1のポートまたは前記第4のポ
ートに連通するよう切り換える第1の三方切換弁と、前
記第3のポートを前記第4のポートまたは前記第1のポ
ートに連通するよう前記第1の三方切換弁と一体となっ
て切り換え動作する第2の三方切換弁と、第1の三方切
換弁の弁体と第2の三方切換弁の弁体とを同時に駆動す
るピストンと、が筒状のボディ内に同軸上に配置され、
前記第1の三方切換弁および前記第2の三方切換弁は、
軸線位置に配置された駆動棒に軸線方向に摺動自在に保
持されて軸線方向両側に配置された前記第1のポートお
よび前記第4のポートに連通する通路に開口された弁孔
を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向両側の着座面よ
りそれぞれ軸線方向外側に突出して前記駆動棒に固定さ
れ前記弁体の着座に先立って前記弁孔に挿入されて弁閉
させるとともに前記弁体の軸線方向の摺動範囲を規制す
るガイドと、前記弁体をその軸線方向外側に配置された
前記ガイドに当接する方向に付勢するスプリングとを、
それぞれ有していることを特徴とする四方向切換弁が提
供される。
【0011】このような四方向切換弁によれば、第1の
三方切換弁、第2の三方切換弁およびピストンを筒状の
ボディ内に同軸上に配置する構成にした。これにより、
全体構造がシンプルかつコンパクトになり、ボディの加
工が1軸加工で済むため、製品コストを低減することが
できる。また、第1の三方切換弁および第2の三方切換
弁の弁体は、同時着座しないように構成され、切り換え
動作時に先に着座した一方の弁体が他方の弁体の着座の
ために軸線方向に移動する移動量をスプリングで吸収す
るクッション機能を持たせたことで、両方の弁体を確実
に着座させて、シール不良を起こす可能性を排除してい
る。さらに、弁体の可動範囲を規制するガイドが第1の
状態と第2の状態との切り換え時に弁体の着座に先立っ
てすべての弁孔を閉じるので高圧の第1のポートと低圧
の第4のポートとが同時に連通することがなく、切り換
え時に第1のポートの高圧と第4のポートの低圧とがそ
れぞれ維持される。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、ヒ
ートポンプ方式の自動車用冷暖房システムに適用した場
合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【0013】図1は本発明の第1の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図、図2は本発明の第1の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【0014】この四方向切換弁は、筒状のボディ1の側
面に4つのポートA,B,C,Dが設けられている。ヒ
ートポンプ方式の冷暖房装置では、ポートAに圧縮機か
ら吐出された高圧冷媒を受ける配管が接続され、ポート
Bには外部熱交換器に通じる配管が接続され、ポートC
には内部熱交換器に通じる配管が接続され、そして、ポ
ートDには圧縮機の吸入側に通じる低圧冷媒配管が接続
される。
【0015】ボディ1は、その長手方向中心軸線位置に
シリンダが形成されていて、その中には、中心に低圧側
の冷媒通路を構成する中空のスリーブ2が軸線方向に進
退自在に配置されている。そのスリーブ2には、2つの
弁体3,4が軸線方向に摺動自在に設けられている。こ
のスリーブ2には、また、この弁体3,4の軸線方向の
摺動範囲を規制するようにガイド5,6,7,8が固着
されている。弁体3,4とガイド6,7との間には、弁
体3,4をガイド5,8の方へ付勢するスプリング9,
10がそれぞれ配置されている。また、スリーブ2と弁
体3との間には、Oリング11が配置されている。弁体
4は、その上下端面に凹部が形成されていて、ガイド
7,8と部分的にオーバラップして配置するようにして
あり、ガイド8との間には、Oリング12が配置されて
いる。弁体4は、さらに、ガイド8との当接面位置に圧
力を導入するオリフィス13が形成されている。
【0016】ボディ1の図の下方端の開口部は、キャッ
プ14によって閉止されており、その内側の中心部に
は、冷媒通路とスリーブ2に設けられたガイド5を軸線
方向に案内するためのガイドと冷媒通路とを構成するよ
う凹部が設けられ、環状の端面は、弁体3の弁座を構成
している。弁体3の上部には、これと対向するよう環状
突起15がボディ1と一体に形成され、弁体3の弁座を
構成している。弁体4の下部には、これと対向するよう
環状突起16がボディ1と一体に形成され、弁体4の弁
座を構成している。また、弁体4の上部には、ガイド1
7がボディ1に嵌着されており、弁体4の低圧側の弁座
を構成している。
【0017】ここで、弁体4、ガイド7およびこれが遊
挿されている弁孔は、弁体3、ガイド6およびこれが遊
挿されている弁孔よりもそれぞれ大きく形成されて、弁
体4側の受圧面積を弁体3側の受圧面積よりも大きく設
定してある。これにより、弁体3,4がポートAから導
入された高圧を受圧すると、それらの受圧面積の差によ
り、弁体3,4およびこれらを支持しているスリーブ2
には、図の上向き方向に押し上げる力が作用する。
【0018】また、スリーブ2に固着された各ガイド
5,6,7,8は、弁体3,4の着座に先立って弁孔に
挿入されるような位置にしてあり、切り換えの際に各ポ
ートA,B,C,Dが互いに同時に連通する状態がない
ようにしている。これにより、切り換え時に高圧の冷媒
が直接低圧側に流れることがないため、高圧側および低
圧側の圧力はそれぞれ維持され、冷暖房の切り換えを圧
力損失のない状態でスムーズに行うことを可能にしてい
る。
【0019】ボディ1内の図の上部には、ピストン18
が軸線方向に摺動自在に配置されている。このピストン
18の上側の空間は、圧力室を構成し、この圧力室に高
圧が導入されることで、ピストン18は、押し下げられ
て、弁体3,4およびこれらを支持しているスリーブ2
を押し下げる働きをする。
【0020】このように、四方向切換弁のボディ1内に
おいて、弁体3がポートBをポートAまたはポートDに
連通するよう切り換える三方切換弁、弁体4がポートC
をポートAまたはポートDに連通するよう切り換える三
方切換弁を構成している。
【0021】弁体3,4の切り換えを行うのに、ボディ
1の頂部には三方電磁弁19が設けられている。この三
方電磁弁19は、スリーブ20の上端を塞ぐようにスリ
ーブ20に固定されたコア21と、スリーブ20内を軸
線方向に進退自在に配置されたプランジャ22と、スリ
ーブ20の外側に配置されたコイル23とを有してい
る。コア21の軸線位置には、冷媒通路が形成されてお
り、その途中に弁座を構成する環状突起がコア21と一
体に形成されている。このコア21内の冷媒通路の上端
開口部はチューブ24を介してポートAに連通する高圧
空間に接続されている。コア21の冷媒通路内には、そ
の環状突起に図の下側から対向して軸線方向に進退自在
に配置されたニードル25を有している。また、プラン
ジャ22の軸線位置には、ニードル26が軸線方向に進
退自在に配置されている。このニードル26の下端部
は、ボディ1の上部開口部を閉止するキャップ27に形
成された弁座に対向するようにしている。この弁座は、
ピストン18の上側の圧力室と下側のポートDに連通す
る空間との間を連通する通路の途中に形成されている。
キャップ27は、また、スリーブ20の下端部が嵌合さ
れており、そのスリーブ20の内部とピストン18の圧
力室とを連通する通路が形成されている。
【0022】コア21およびプランジャ22の外周に
は、その長手方向に沿って溝がそれぞれ形成されてお
り、コア21に形成された溝は、さらにコア21内の環
状突起の下側の空間と連通されている。そして、ニード
ル25とコア21との間には、スプリング28が設けら
れていて、そのスプリング28によってプランジャ22
およびニードル25,26は、下方に付勢されており、
コイル23への通電がないときには、ニードル25はそ
の弁座から離れ、ニードル26はその弁座に着座してい
る。
【0023】以上の構成の四方向切換弁において、図1
に示したように、三方電磁弁19が通電されていない、
すなわちソレノイドオフ時の状態では、三方電磁弁19
のプランジャ22はスプリング28によって図の下方に
付勢されていることにより、ニードル25はその弁座か
ら離れて、ポートAに連通する高圧室は、チューブ24
および三方電磁弁19を介してピストン18の上部の圧
力室と連通し、ニードル26はその弁座に着座してピス
トン18の上部の圧力室は、ポートDに連通する低圧空
間とは遮断されている。
【0024】これにより、ポートAに供給された高圧冷
媒は、チューブ24および三方電磁弁19を介してピス
トン18の上部の圧力室に導入され、ピストン18を押
し下げる。これにより、ピストン18は、スリーブ2を
押し下げて、弁体3をキャップ14の端面に着座させ、
弁体4を環状突起16に着座させる。このとき、ポート
Aより導入された高圧は、弁体3に対してその着座方向
にかかるため、最も高圧の通路と最も低圧の通路との間
のシールをより確実にしている。
【0025】その結果、ポートAはポートBと連通し、
ポートCはポートDと連通することになる。つまり、自
動車用冷暖房システムは、ポートAに受けた圧縮機から
の高圧冷媒をポートBから外部熱交換器に流し、ポート
Cに受けた内部熱交換器からの冷媒をポートDから圧縮
機へ流すようになるため、冷房運転の動作モードになっ
ている。
【0026】次に、ソレノイドオンになった直後は、三
方電磁弁19は、図2に示したように、そのプランジャ
22がコア21に吸引されるため、ニードル25,26
を図の上方へ移動させ、ニードル25はその弁座に着座
して、ポートAからの高圧導入を遮断し、ニードル26
はその弁座から離れてピストン18の上部の圧力室とポ
ートDに連通する低圧空間とを連通させるようになる。
これにより、ピストン18は、スリーブ2を押し下げる
力が失われる。このとき、ガイド7の下面に高圧を受
け、ガイド8の上面には低圧を受けているので、スリー
ブ2は上方へ押し上げられていく。このスリーブ2が上
方へ移動開始すると、まず、最初に、ガイド6が環状突
起15に挿入されてポートAとポートBとの間の弁孔を
塞ぎ、同様に、ガイド8がガイド17の中央孔に挿入さ
れてポートCとポートDとの間の弁孔を塞ぐ。これらガ
イド6,8の挿入開始時点では、未だ、もう一方のガイ
ド5はキャップ14に嵌まっていてポートBとポートD
との間は閉じられており、ガイド7も環状突起16に嵌
まっていてポートAとポートCとの間は閉じられてい
る。つまり、すべてのポートA,B,C,Dは、閉じら
れた状態になる。
【0027】スリーブ2がさらに上昇すると、ガイド5
は弁体3を伴って上昇し、弁体3がキャップ14から離
れ、さらに上昇してガイド5がキャップ14から抜けた
時点でポートBとポートDとの間が連通する。一方、ガ
イド7も弁体4を上昇させて環状突起16から離し、ガ
イド7が環状突起16から抜けた時点で今度はガイド8
がオリフィス13を介して高圧を受けて上昇し、この上
昇は、弁体4がガイド17に着座することで停止して、
図2に示したような状態になる。これにより、ポートA
とポートCとの間は連通し、かつ、弁体4はガイド8が
上向き方向に高圧がかることでガイド7により押し上げ
られて、シールをより確実なものにしている。なお、こ
のとき、弁体4が着座しても、ガイド8が高圧を受けて
いるので、スリーブ2は、弁体4をガイド17に残して
さらに上昇しようとするが、この上昇は、弁体3が環状
突起15に着座することによって停止され、その移動差
はスプリング10によって吸収される。このように、弁
体3,4は、同時着座をなくして個々に着座させるよう
にし、かつそれぞれにスプリング9,10によるクッシ
ョン性を持たせることで、構成部材の加工精度、組立公
差などの問題で片方がシール不良を起こす可能性を排除
している。
【0028】この結果、ポートAに受けた圧縮機からの
高圧冷媒をポートCから内部熱交換器に流し、ポートB
に受けた外部熱交換器からの冷媒をポートDから圧縮機
へ流すようになるため、自動車用冷暖房システムは、暖
房運転の動作モードに切り換わることになる。
【0029】このように、動作モードの切り換えに際し
ては、三方電磁弁19がピストン18の上部の圧力室に
高圧冷媒を導入することで弁体3,4を押し下げ、三方
電磁弁19がピストン18の上部の圧力室をポートDに
連通させて低圧にするとともに、ガイド6よりもガイド
7,8の受圧面積を大きくすることでガイド8が弁体
3,4を押し上げるようにしている。
【0030】図3は本発明の第2の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図である。なお、この図3において、図1に示した四方
向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素について
は、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0031】この第2の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、外側のボ
ディ構造を違えてある。すなわち、この第2の実施の形
態に係る四方向切換弁は、ボディ部分を樹脂ボディ30
で形成し、この樹脂ボディ30の外側を金属ボディ31
で覆っている。樹脂ボディ30は、耐熱性のある樹脂で
作られている。この樹脂としては、たとえば、自動車用
冷暖房システムの冷媒として二酸化炭素を使用した場合
には、コンプレッサから吐出される冷媒の最高温度が約
170℃程度になるので、これより耐熱温度の高いポリ
フェニレンサルファイド樹脂が使用される。このよう
に、ボディ部分の内部を樹脂ボディ30にしたことによ
り、ポート間の熱伝導を抑え、四方向切換弁内の熱損失
を低減させている。また、外側を金属ボディ31にした
ことで、耐圧性を確保している。
【0032】また、好ましくは、冷媒通路に存在する弁
体3,4およびガイド17を樹脂製とし、さらに、スリ
ーブ2を樹脂ライニング32で内張りするとよい。そし
て、この実施の形態では、冷媒配管を接続するための継
手33を金属ボディ31に螺着した構成を示している。
【0033】なお、この実施の形態では、弁体4は、ガ
イド8との当接面位置に圧力を導入するオリフィスを特
に形成していないが、スリーブ2とこれに軸線方向に摺
動自在に設けられた弁体4との間に存在するクリアラン
スがオリフィス13の機能を果たしている。したがっ
て、ポートAからポートCに連通する空間に高圧の冷媒
が導入されたときは、スリーブ2と弁体4との間のクリ
アランスを介してガイド8が高圧を受圧し、そのガイド
8がスリーブ2および弁体3,4を押し上げる作用をす
ることになる。
【0034】図4は本発明の第3の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図、図5は本発明の第3の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図であ
る。なお、この図4および図5において、図1に示した
四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素につい
ては、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0035】この第3の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
弁体3,4をそれぞれ同一寸法で構成し、弁体3,4を
押し上げる力をスプリング35によって得るようにして
いる。
【0036】すなわち、スリーブ2とピストン18とを
シャフト36で連結し、ガイド17とピストン18との
間にスプリング35を配置し、スプリング35がピスト
ン18を図の上方へ付勢することで、ピストン18に連
結されたスリーブ2およびこのスリーブ2に支持された
弁体3,4を図の上方へ付勢している。
【0037】以上の構成の四方向切換弁において、図4
に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポート
Aの高圧が、チューブ24および三方電磁弁19を介し
てピストン18の上部の圧力室に導入され、スプリング
35の付勢力に打ち勝ってピストン18を図の下方へ押
し下げる。
【0038】これにより、ポートAはポートBと連通
し、ポートCはポートDと連通する。したがって、自動
車用冷暖房システムは、ポートAに受けた圧縮機からの
高圧冷媒をポートBから外部熱交換器に流し、ポートC
に受けた内部熱交換器からの冷媒をポートDから圧縮機
へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【0039】次に、ソレノイドオンの状態になると、図
5に示したように、ピストン18の上部の圧力室は低圧
になるため、ピストン18はその駆動力を失う。その結
果、スプリング35がピストン18を図の上方へ押し上
げ、ピストン18に連結されたスリーブ2およびこのス
リーブ2に支持された弁体3,4が図の上方へ押し上げ
られる。
【0040】これにより、ポートAはポートCと連通
し、ポートBはポートDと連通する。したがって、自動
車用冷暖房システムは、ポートAに受けた圧縮機からの
高圧冷媒をポートCから内部熱交換器に流し、ポートB
に受けた外部熱交換器からの冷媒をポートDから圧縮機
へ流すようになるため、暖房運転の動作モードに切り換
わることになる。
【0041】図6は本発明の第4の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図、図7は本発明の第4の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図であ
る。なお、この図6および図7において、図1に示した
四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素につい
ては、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0042】この第4の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
ピストン18の上下部に圧力室を形成し、これらの圧力
室に、三方電磁弁19が高圧の冷媒を選択的に導入する
ことでピストン18を動かして、弁体3,4を駆動する
ようにしている。
【0043】すなわち、弁体4の弁座を構成するガイド
17とピストン18との間にガイド40を配置してピス
トン18の下部に圧力室を構成している。また、ボディ
1およびそのキャップ27には、冷媒通路41,42を
形成して、三方電磁弁19に高圧冷媒を導入するように
し、三方電磁弁19の一方の出口は、ニードル26によ
って開閉される弁孔を介してピストン18の上部の圧力
室に連通し、他方の出口は、ニードル25によって開閉
される弁孔およびチューブ24を介してピストン18の
下部の圧力室に連通するように構成されている。また、
ピストン18は、その軸線位置に上部が閉止された冷媒
通路43を有し、さらに、この冷媒通路43とピストン
18の上下部の圧力室との間を連通するように小径の連
通路がそれぞれ形成されていて、それらの連通路には、
ピストン18の上下部の圧力室の圧力を受けてそれらの
連通路を閉止する弁体44,45が設けられている。こ
れらの弁体44,45は、対抗するように配置されてい
て、一方がその連通路を閉じるように動作した時には、
それに連動して他方がその連通路を開け、他方がその連
通路を閉じるように動作した時には、それに連動して一
方がその連通路を開けるように動作する。さらに、ピス
トン18は、そのガイド40を介して図の下方へ突出し
た下端部がシャフト36によってスリーブ2と連結され
ている。
【0044】なお、この第4の実施の形態に係る四方向
切換弁は、第1ないし第3の実施の形態に係る四方向切
換弁のポート配置と異なり、ポートBおよびポートCの
配置が逆になっている。
【0045】以上の構成の四方向切換弁において、図6
に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポート
Aの高圧が、冷媒通路41,42、三方電磁弁19およ
びチューブ24を介してピストン18の下部の圧力室に
導入され、ピストン18を図の上方へ押し上げる。この
とき、ピストン18の下部の圧力室の圧力が弁体45を
付勢してピストン18の下部の圧力室と低圧の冷媒通路
43との連通を遮断し、弁体45が弁体44を付勢して
ピストン18の上部の圧力室と低圧の冷媒通路43との
間を連通させている。
【0046】これにより、ピストン18がスリーブ2を
持ち上げて、2つの三方切換弁を切り換え、ポートAを
ポートBと連通させ、ポートCをポートDと連通させ
る。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートA
に受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートBから外部熱交
換器に流し、ポートCに受けた内部熱交換器からの冷媒
をポートDから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動
作モードとなる。
【0047】次に、ソレノイドオンの状態になると、図
7に示したように、ポートAの高圧が、冷媒通路41,
42および三方電磁弁19を介してピストン18の上部
の圧力室に導入され、ピストン18を図の下方へ押し下
げる。このとき、ピストン18の上部の圧力室の圧力が
弁体44を付勢してピストン18の上部の圧力室と低圧
の冷媒通路43との連通を遮断し、弁体44が弁体45
を付勢してピストン18の下部の圧力室と低圧の冷媒通
路43との間を連通させている。
【0048】これにより、ピストン18がスリーブ2を
押し下げて、2つの三方切換弁を切り換え、ポートAを
ポートCと連通させ、ポートBをポートDと連通させ
る。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートA
に受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートCから内部熱交
換器に流し、ポートBに受けた外部熱交換器からの冷媒
をポートDから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転
の動作モードに切り換わることになる。
【0049】図8は本発明の第5の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図である。なお、この図8において、図6に示した四方
向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素について
は、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0050】この第5の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第4の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
ピストン18に設けられた弁体44,45の機能をオリ
フィスによって構成している点で相違する。
【0051】すなわち、ピストン18は、その軸線位置
に形成された冷媒通路43と上部の圧力室とを連通する
オリフィス46を有し、ガイド40は、ピストン18の
下部の圧力室とポートDの低圧空間とを連通するオリフ
ィス47を有している。
【0052】この構成の四方向切換弁において、図8に
示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポートA
の高圧が、冷媒通路41,42、三方電磁弁19および
チューブ24を介してピストン18の下部の圧力室に導
入される。このとき、ピストン18の下部の圧力室は、
冷媒がオリフィス47を介してポートDの低圧空間に微
少漏れするが、高圧導入量の方が大きいので、高圧が維
持され、一方、高圧の導入が遮断されたピストン18の
上部の圧力室は、冷媒がオリフィス46を介してポート
Dの低圧空間に微少漏れすることで、その圧力が低下し
ていく。これにより、ピストン18は図の上方へ押し上
げられる。
【0053】ピストン18がスリーブ2を持ち上げるこ
とで2つの三方切換弁を切り換えて、ポートAをポート
Bと連通させ、ポートCをポートDと連通させる。した
がって、自動車用冷暖房システムは、ポートAに受けた
圧縮機からの高圧冷媒をポートBから外部熱交換器に流
し、ポートCに受けた内部熱交換器からの冷媒をポート
Dから圧縮機へ流すようになって、冷房運転の動作モー
ドとなる。
【0054】一方、ソレノイドオンの状態になると、ポ
ートAの高圧が、冷媒通路41,42および三方電磁弁
19を介してピストン18の上部の圧力室に導入され
る。このとき、ピストン18の上部の圧力室は、冷媒が
オリフィス46を介してポートDの低圧空間に微少漏れ
するが、高圧導入量の方が大きいので、高圧が維持さ
れ、一方、高圧の導入が遮断されたピストン18の下部
の圧力室は、冷媒がオリフィス47を介してポートDの
低圧空間に微少漏れすることで、その圧力が低下してい
く。これにより、ピストン18は図の下方へ押し下げら
れる。
【0055】これにより、ピストン18がスリーブ2を
押し下げることで2つの三方切換弁を切り換え、ポート
AをポートCと連通させ、ポートBをポートDと連通さ
せる。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポート
Aに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートCから内部熱
交換器に流し、ポートBに受けた外部熱交換器からの冷
媒をポートDから圧縮機へ流すようになるため、暖房運
転の動作モードに切り換わることになる。
【0056】図9は本発明の第6の実施の形態に係る四
方向切換弁の第1の切換状態を示す縦断面図、図10は
本発明の第6の実施の形態に係る四方向切換弁の第2の
切換状態を示す縦断面図である。なお、この図9および
図10において、図1に示した四方向切換弁の構成要素
と同じまたは同等の要素については、同じ符号を付して
その詳細な説明は省略する。
【0057】この第6の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
弁体3,4を押し下げるために構成したピストン18お
よび三方電磁弁19と同じ構成をボディ1の反対側の端
に構成して弁体3,4を押し上げるようにした点で異な
る。
【0058】すなわち、ボディ1の図の下端側に、ピス
トン50および三方電磁弁51を設け、その三方電磁弁
51とポートAに連通する高圧空間とをチューブ52で
接続している。このチューブ52は、また、三方電磁弁
19にも接続されている。
【0059】以上の構成の四方向切換弁において、図9
に示したように、上方の三方電磁弁19が通電されてい
ないソレノイドオフ、下方の三方電磁弁51が通電され
ているソレノイドオン時の状態では、上方の三方電磁弁
19は、ピストン18の上部の圧力室をポートAに連通
させて高圧にし、下方の三方電磁弁51は、ピストン5
0の下部の圧力室をポートDに連通させて低圧にするこ
とで、ピストン18がスリーブ2を押し下げる。これに
より、弁体3,4が押し下げられて、ポートAがポート
Bと連通し、ポートCがポートDと連通するようにな
る。したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートA
に受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートBから外部熱交
換器に流し、ポートCに受けた内部熱交換器からの冷媒
をポートDから圧縮機へ流すようになり、冷房運転の動
作モードとなる。
【0060】次に、図10に示したように、上方の三方
電磁弁19および下方の三方電磁弁51の通電状態を切
り換えて、上方の三方電磁弁19を通電し、下方の三方
電磁弁51を非通電にすると、上方の三方電磁弁19
は、ピストン18の上部の圧力室をポートDに連通させ
て低圧にし、下方の三方電磁弁51は、ピストン50の
下部の圧力室をポートAに連通させて高圧にする。これ
により、ピストン50がスリーブ2を押し上げるので、
弁体3,4が押し上げられて、ポートAがポートCと連
通し、ポートBがポートDと連通するようになる。した
がって、自動車用冷暖房システムは、ポートAに受けた
圧縮機からの高圧冷媒をポートCから内部熱交換器に流
し、ポートBに受けた外部熱交換器からの冷媒をポート
Dから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モ
ードに切り換わる。
【0061】図11は本発明の第7の実施の形態に係る
四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断
面図、図12は本発明の第7の実施の形態に係る四方向
切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図で
ある。なお、この図11および図12において、図1に
示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素
については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
【0062】この第7の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、低圧冷媒
通路の構造を違えてある。すなわち、この第7の実施の
形態に係る四方向切換弁は、弁体3,4およびガイド
5,6,7,8を駆動棒55に保持し、この駆動棒55
の両端の空間、すなわちガイド5を軸線方向に案内する
ためのガイドと冷媒通路とを構成するようキャップ14
に設けられた凹部の空間と、ガイド17とピストン18
とによって形成された空間との間をチューブ56にて接
続している。
【0063】以上の構成の四方向切換弁において、図1
1に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポー
トAの高圧が、チューブ24および三方電磁弁19を介
してピストン18の上部の圧力室に導入されると、ピス
トン18が図の下方へ押し下げられる。
【0064】これにより、ポートAはポートBと連通
し、ポートCはポートDと連通する。したがって、自動
車用冷暖房システムは、ポートAに受けた圧縮機からの
高圧冷媒をポートBから外部熱交換器に流し、ポートC
に受けた内部熱交換器からの冷媒をポートDから圧縮機
へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【0065】次に、ソレノイドオンの状態になると、図
12に示したように、ピストン18の上部の圧力室が低
圧に切り換えられ、駆動棒55に固定されたガイド7,
8がガイド6より大きな圧力を受圧する。
【0066】これにより、駆動棒55が図の上方へ押し
上げられて、ポートAはポートCと連通し、ポートBは
チューブ56を介してポートDと連通するようになる。
したがって、自動車用冷暖房システムは、ポートAに受
けた圧縮機からの高圧冷媒をポートCから内部熱交換器
に流し、ポートBに受けた外部熱交換器からの冷媒をポ
ートDから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動
作モードに切り換わることになる。
【0067】図13は本発明の第8の実施の形態に係る
四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断
面図である。なお、この図13において、図11および
図12に示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同
等の要素については、同じ符号を付してその詳細な説明
は省略する。
【0068】この第8の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第7の実施の形態に係る四方向切換弁と内部構造が
同一で、動作も同一であるが、ボディ1の形状を変えて
この四方向切換弁内の熱損失を低減させている。
【0069】すなわち、この第8の実施の形態に係る四
方向切換弁は、ボディ1の低圧通路と高圧通路との間に
外周部から切り込みを入れることで形成した肉盗み57
を備えている。これにより、高温の冷媒が通過する高圧
通路から低温の冷媒が通過する低圧通路との間の熱抵抗
が増加するため、高圧通路からボディ1を介して低圧通
路へ熱が伝わりにくくなり、この四方向切換弁内におけ
る熱損失を低減することができる。
【0070】図14は本発明の第9の実施の形態に係る
四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断
面図、図15は本発明の第9の実施の形態に係る四方向
切換弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図で
ある。なお、この図14および図15において、図1に
示した四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素
については、同じ符号を付してその詳細な説明は省略す
る。
【0071】この第9の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
内部構造がほぼ同一で、動作も同一であるが、スリーブ
2に取り付けられる弁体3,4およびガイド5,6,
7,8を一体化し、スプリング9,10の機能を、弁閉
時におけるシール性の向上のために新たに設けたシール
リングに持たせるようにした点で異なる。
【0072】すなわち、この第9の実施の形態に係る四
方向切換弁は、スリーブ2に2つのプラグ60,61が
固着され、キャップ14、環状突起15,16およびガ
イド17に着座する部分にはシールリング62,63,
64,65が嵌め込まれている。プラグ60,61は、
キャップ14、環状突起15,16およびガイド17と
ともに弁を構成する大径部と、軸線方向両端に突出して
いてスリーブ2およびプラグ60,61の軸線方向の動
きをガイドしながら弁孔を開閉するようにした小径部と
が一体に形成されている。シールリング62,63,6
4,65は、プラグ60,61にその着座面より突出す
るように嵌め込まれており、弾力性のある材料、たとえ
ばゴム、ポリテトラフルオロエチレンなどの材料によっ
て形成される。これにより、着座部分の加工精度を上げ
ることなく、弁閉時におけるシール性を向上させること
が可能になるとともに、プラグ60,61が異なるタイ
ミングで着座するときに先に着座した方が大きく圧縮変
形されることで後に着座する方が着座のために移動する
移動量を弾力性で吸収するようにしている。
【0073】以上の構成の四方向切換弁において、図1
4に示したように、ソレノイドオフ時の状態では、ポー
トAの高圧が、チューブ24および三方電磁弁19を介
してピストン18の上部の圧力室に導入されると、ピス
トン18が図の下方へ押し下げられる。
【0074】これにより、ポートAはポートBと連通
し、ポートCはポートDと連通する。したがって、自動
車用冷暖房システムは、ポートAに受けた圧縮機からの
高圧冷媒をポートBから外部熱交換器に流し、ポートC
に受けた内部熱交換器からの冷媒をポートDから圧縮機
へ流すようになり、冷房運転の動作モードとなる。
【0075】次に、ソレノイドオンの状態になると、図
15に示したように、ピストン18は、その上部の圧力
室が三方電磁弁19により低圧に切り換えられること
で、スリーブ2を図の下方へ押し下げる力を失い、スリ
ーブ2は、それに固着されたプラグ61がプラグ60よ
り大きな圧力を受圧することで、図の上方へ押し上げら
れるようになる。
【0076】これにより、ポートAはポートCと連通
し、ポートBはポートDと連通するようになる。したが
って、自動車用冷暖房システムは、ポートAに受けた圧
縮機からの高圧冷媒をポートCから内部熱交換器に流
し、ポートBに受けた外部熱交換器からの冷媒をポート
Dから圧縮機へ流すようになるため、暖房運転の動作モ
ードに切り換わることになる。
【0077】図16は本発明の第10の実施の形態に係
る四方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦
断面図である。なお、この図16において、図1に示し
た四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素につ
いては、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【0078】この第10の実施の形態に係る四方向切換
弁は、第1の実施の形態に係る四方向切換弁と比較し
て、内部の基本構造および動作が同一であるが、冷媒が
通過する通路を断熱構造にするとともに、弁閉時におけ
る弁体のシール性を向上させた構成にしている点で異な
る。
【0079】まず、冷媒が通過する通路を断熱構造にし
た点に関しては、ボディ1の内壁にその内径に応じて分
割された複数の樹脂スリーブ70,71,72,73が
内設され、ポートAの冷媒通路にも樹脂スリーブ74が
内設されている。また、弁体3,4を保持しているガイ
ド一体型の中空の駆動棒75にも、その中央の冷媒通路
に樹脂スリーブ76が内設されている。このように冷媒
が通過する通路を断熱することで、ボディ1を介して熱
が伝導するのを抑制することができ、ボディ1がたとえ
ばアルミニウムのような熱伝導の良好な材料で作られる
場合に、四方向切換弁内での熱損失低減に有効である。
樹脂スリーブ70,71,72,73,74としては、
たとえばポリフェニレンサルファイド樹脂を使用するこ
とができる。
【0080】次に、弁閉時におけるシール性向上に関し
ては、キャップ14、環状突起15,16およびガイド
17に弾力性のある断面角状のシールリング77,7
8,79,80が嵌め込まれている。これにより、シー
ルリング77,78,79,80は、弁体3,4の着座
時に加圧変形されて弁体3,4とその弁座との間を気密
状態に閉止することができ、着座部分の加工精度を上げ
ることなく、弁閉時におけるシール性を向上させること
が可能になる。これらのシールリング77,78,7
9,80は、たとえばゴム、ポリテトラフルオロエチレ
ンなどの材料によって形成することができる。
【0081】なお、ガイド一体型の駆動棒75は、その
上端にガイド8がかしめ加工により固着されており、そ
のガイド8の中央開口部には、スリーブ81が圧入によ
り固着されている。そのスリーブ81は、一部が開口さ
れていて、ポートDの空間と連通するようになってい
る。
【0082】また、第1の実施の形態に係る四方向切換
弁では、ボディ1の上部開口部をキャップ27で閉止
し、そのキャップ27に、ピストン18の上部の圧力室
とポートDの空間との間を連通または閉塞するニードル
弁の弁座とピストン18の軸線位置における冷媒通路と
を一体に形成していたが、この実施の形態では、2部品
に分けて構成してある。すなわち、ボディ1の上部開口
部は、キャップ82によって閉止され、その外周部には
筒状の垂下部が設けられ、そこにピストン18を収容す
るようにしている。キャップ82の中央部には、軸線上
に弁孔および冷媒通路を有する低圧連通部材83の上方
部分が嵌合され、その下方部分は、ピストン18の中央
部を気密状態で貫通した構成を有している。
【0083】以上、本発明をその好適な実施の形態につ
いて詳述したが、本発明は、それらの実施の形態にのみ
限定されるものではない。たとえば、上記の第1ないし
第10の実施の形態では、2つの三方切換弁の軸線方向
外側に配置された低圧のポートDを、中空のスリーブ2
またはボディの外側で配管したチューブ56によって連
通させるようにしたが、ボディ1内にポートA〜Dの開
口部を避けて長手方向に通路を形成することによって連
通させるようにしてもよい。
【0084】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、2つ
の三方切換弁とこれらを駆動するピストンとを筒状のボ
ディ内に同軸上に配置する構成にした。これにより、全
体構造がシンプルかつコンパクトになり、しかもボディ
の加工が1軸加工で済むため、製品コストを低減するこ
とができる。
【0085】また、2つの三方切換弁の弁体は、切り換
え動作時に先に着座した一方の三方切換弁の弁体が他方
の三方切換弁の弁体の着座のためにさらに着座方向に移
動する移動量をスプリングまたは弾力性を有するシール
部材で吸収するようにして、双方の弁体が同時に着座し
ない構成にした。これにより、部材の加工精度、組立公
差、熱膨張差などによる弁閉時におけるシール不良を排
除している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図5】本発明の第3の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図6】本発明の第4の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図7】本発明の第4の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。
【図8】本発明の第5の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。
【図9】本発明の第6の実施の形態に係る四方向切換弁
の第1の切換状態を示す縦断面図である。
【図10】本発明の第6の実施の形態に係る四方向切換
弁の第2の切換状態を示す縦断面図である。
【図11】本発明の第7の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【図12】本発明の第7の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【図13】本発明の第8の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【図14】本発明の第9の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【図15】本発明の第9の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【図16】本発明の第10の実施の形態に係る四方向切
換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図であ
る。
【図17】四方向切換弁を使用した冷暖房システムの構
成を示す図である。
【符号の説明】
1 ボディ 2 スリーブ 3,4 弁体 5,6,7,8 ガイド 9,10 スプリング 11,12 Oリング 13 オリフィス 14 キャップ 15,16 環状突起 17 ガイド 18 ピストン 19 三方電磁弁 20 スリーブ 21 コア 22 プランジャ 23 コイル 24 チューブ 25,26 ニードル 27 キャップ 28 スプリング 30 樹脂ボディ 31 金属ボディ 32 樹脂ライニング 33 継手 35 スプリング 36 シャフト 40 ガイド 41,42,43 冷媒通路 44,45 弁体 46,47 オリフィス 50 ピストン 51 三方電磁弁 52 チューブ 55 駆動棒 56 チューブ 57 肉盗み 60,61 プラグ 62,63,64,65 シールリング 70,71,72,73,74 樹脂スリーブ 75 駆動棒 76 樹脂スリーブ 77,78,79,80 シールリング 81 スリーブ 82 キャップ 83 低圧連通部材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成15年1月23日(2003.1.2
3)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項9
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図16
【補正方法】変更
【補正内容】
【図16】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H067 AA14 AA32 AA38 BB03 BB12 CC02 CC33 CC43 DD02 DD12 DD32 EA32 FF11 GG01 GG23 GG24

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のポートに導入された流体を第2の
    ポートに導出し、第3のポートに導入された流体を第4
    のポートに導出する第1の状態と、前記第1のポートに
    導入された流体を前記第3のポートに導出し、前記第2
    のポートに導入された流体を前記第4のポートに導出す
    る第2の状態とを切り換える四方向切換弁において、 前記第2のポートを前記第1のポートまたは前記第4の
    ポートに連通するよう切り換える第1の三方切換弁と、 前記第3のポートを前記第4のポートまたは前記第1の
    ポートに連通するよう前記第1の三方切換弁と一体とな
    って切り換え動作する第2の三方切換弁と、 第1の三方切換弁の弁体と第2の三方切換弁の弁体とを
    同時に駆動するピストンと、 が筒状のボディ内に同軸上に配置され、 前記第1の三方切換弁および前記第2の三方切換弁は、
    軸線位置に配置された駆動棒に軸線方向に摺動自在に保
    持されて軸線方向両側に配置された前記第1のポートお
    よび前記第4のポートに連通する通路に開口された弁孔
    を開閉する弁体と、前記弁体の軸線方向両側の着座面よ
    りそれぞれ軸線方向外側に突出して前記駆動棒に固定さ
    れ前記弁体の着座に先立って前記弁孔に挿入されて弁閉
    させるとともに前記弁体の軸線方向の摺動範囲を規制す
    るガイドと、前記弁体をその軸線方向外側に配置された
    前記ガイドに当接する方向に付勢するスプリングとを、
    それぞれ有していることを特徴とする四方向切換弁。
  2. 【請求項2】 前記第1の三方切換弁および前記第2の
    三方切換弁の間に前記第1のポートに連通する高圧空間
    が配置され、前記駆動棒の軸線方向外側に前記第4のポ
    ートに連通する低圧空間が配置され、前記第1の三方切
    換弁および前記第2の三方切換弁の前記弁体が収容され
    ている空間が前記第2のポートおよび前記第3のポート
    にそれぞれ連通されていることを特徴とする請求項1記
    載の四方向切換弁。
  3. 【請求項3】 前記駆動棒は、中空のスリーブにより構
    成されて軸線方向外側に配置された空間を共に前記第4
    のポートに連通するようにしたことを特徴とする請求項
    2記載の四方向切換弁。
  4. 【請求項4】 前記駆動棒の軸線方向外側に配置された
    空間をチューブで配管するかまたは前記ボディ内に形成
    した通路により互いに連通させて前記第4のポートにそ
    れぞれ連通させるようにしたことを特徴とする請求項2
    記載の四方向切換弁。
  5. 【請求項5】 前記ピストンの前記第1の三方切換弁お
    よび前記第2の三方切換弁が配置されている側と反対の
    側に配置された圧力室を前記第1のポートまたは前記第
    4のポートに選択的に連通させ、前記圧力室と前記第1
    のポートとが連通したときに前記ピストンが移動する第
    1の方向に前記第1の三方切換弁および前記第2の三方
    切換弁を駆動して前記第1の状態に切り換える三方電磁
    弁を備えていることを特徴とする請求項2記載の四方向
    切換弁。
  6. 【請求項6】 前記第1の三方切換弁および前記第2の
    三方切換弁の前記ピストンに近い側に配置された一方が
    受圧する面積を他方が受圧する面積より大きく設定し、
    前記三方電磁弁が前記圧力室と前記第4のポートとを連
    通させたときに受圧面積の差により発生する駆動力で前
    記ピストンを前記第1の方向と反対の第2の方向に駆動
    して前記第1の三方切換弁および前記第2の三方切換弁
    を前記第2の状態に切り換えることを特徴とする請求項
    5記載の四方向切換弁。
  7. 【請求項7】 前記三方電磁弁が前記圧力室と前記第4
    のポートとを連通させたときに前記第1の三方切換弁、
    前記第2の三方切換弁および前記ピストンを前記第1の
    方向と反対の第2の方向に駆動して前記第1の三方切換
    弁および前記第2の三方切換弁を前記第2の状態に切り
    換えるスプリングを備えていることを特徴とする請求項
    5記載の四方向切換弁。
  8. 【請求項8】 前記ピストンの軸線方向両側に第1の圧
    力室および第2の圧力室と、前記第1のポートを前記第
    1の圧力室または前記第2の圧力室に選択的に連通さ
    せ、第1のポートに導入された流体を前記第1の圧力室
    または前記第2の圧力室に選択的に導入することにより
    前記ピストンが前記第1の三方切換弁および前記第2の
    三方切換弁を軸線方向に駆動して前記第1の三方切換弁
    および前記第2の三方切換弁を前記第1の状態または前
    記第2の状態に切り換える三方電磁弁とを備えているこ
    とを特徴とする請求項2記載の四方向切換弁。
  9. 【請求項9】 前記ピストンは、前記第1の圧力室と前
    記第4のポートに連通した低圧通路との間に設けた第1
    のオリフィスを開閉する第1の開閉弁と、前記第2の圧
    力室と前記低圧通路との間に設けた第2のオリフィスを
    開閉する第2の開閉弁とを備え、前記第1の開閉弁は前
    記第1の圧力室が高圧のとき閉じるとともにその閉じ動
    作に連動して前記第2の開閉弁が開き、前記第2の開閉
    弁は前記第2の圧力室が高圧のとき閉じるとともにその
    閉じ動作に連動して前記第2の開閉弁が開くように配置
    されていることを特徴とする請求項8記載の四方向切換
    弁。
  10. 【請求項10】 前記ピストンは、前記第1の圧力室と
    前記第4のポートに連通した低圧通路との間に第1のオ
    リフィスを設け、前記第2の圧力室と前記低圧通路とを
    隔離する部材に第2のオリフィスを設けたことを特徴と
    する請求項8記載の四方向切換弁。
  11. 【請求項11】 前記第1の三方切換弁および前記第2
    の三方切換弁の前記ピストンが配置された側と反対の側
    に配置されて前記第1の三方切換弁および前記第2の三
    方切換弁を前記第1の方向と反対の第2の方向に駆動す
    る第2のピストンと、前記第2のピストンの前記第1の
    三方切換弁および前記第2の三方切換弁が配置された側
    と反対の側に配置された第2の圧力室を前記第1のポー
    トまたは前記第4のポートに選択的に連通させ、前記第
    2の圧力室と前記第1のポートとが連通したときに前記
    第2のピストンが前記第1の三方切換弁および前記第2
    の三方切換弁を前記第2の方向に駆動して前記第2の状
    態に切り換える第2の三方電磁弁とを備えていることを
    特徴とする請求項5記載の四方向切換弁。
  12. 【請求項12】 前記第1の三方切換弁および前記第2
    の三方切換弁は、それらの前記弁体が着座する部分にシ
    ール部材が介挿配置されていることを特徴とする請求項
    1記載の四方向切換弁。
  13. 【請求項13】 第1のポートに導入された流体を第2
    のポートに導出し、第3のポートに導入された流体を第
    4のポートに導出する第1の状態と、前記第1のポート
    に導入された流体を前記第3のポートに導出し、前記第
    2のポートに導入された流体を前記第4のポートに導出
    する第2の状態とを切り換える四方向切換弁において、 前記第2のポートを前記第1のポートまたは前記第4の
    ポートに連通するよう切り換える第1の三方切換弁と、 前記第3のポートを前記第4のポートまたは前記第1の
    ポートに連通するよう前記第1の三方切換弁と一体とな
    って切り換え動作する第2の三方切換弁と、 第1の三方切換弁の弁体と第2の三方切換弁の弁体とを
    同時に駆動するピストンと、 前記第1の三方切換弁、前記第2の三方切換弁および前
    記ピストンをこの順序で同軸上に配置した筒状のボディ
    と、 前記ピストンの前記第1の三方切換弁が配置されている
    側と反対の側に配置された圧力室を前記第1のポートま
    たは前記第4のポートに選択的に連通させ、前記圧力室
    と前記第1のポートとが連通したときに前記ピストンが
    移動する第1の方向に前記第1の三方切換弁および前記
    第2の三方切換弁を駆動して前記第1の状態に切り換え
    る三方電磁弁と、 を備え、 前記第1の三方切換弁および前記第2の三方切換弁は、
    軸線位置に配置された駆動棒に固定されて軸線方向両側
    に配置された前記第1のポートおよび前記第4のポート
    に連通する通路に開口された弁孔を開閉する弁体と、前
    記弁体の軸線方向両側の着座面よりそれぞれ軸線方向外
    側に突出して前記駆動棒に固定され前記弁体の着座に先
    立って前記弁孔に挿入されて弁閉させるガイドと、前記
    弁体が着座する部分に配置された弾力性を有するシール
    部材とをそれぞれ有し、 前記第2の三方切換弁が受圧する面積を前記第1の三方
    切換弁が受圧する面積より大きく設定し、前記三方電磁
    弁が前記圧力室と前記第4のポートとを連通させたとき
    に受圧面積の差により発生する駆動力で前記ピストンを
    前記第1の方向と反対の第2の方向に駆動して前記第1
    の三方切換弁および前記第2の三方切換弁を前記第2の
    状態に切り換える、 ようにしたことを特徴とする四方向切換弁。
  14. 【請求項14】 前記第1の三方切換弁および前記第2
    の三方切換弁の前記弁体および前記ガイドは一体に形成
    されていることを特徴とする請求項13記載の四方向切
    換弁。
  15. 【請求項15】 前記第1の三方切換弁および前記第2
    の三方切換弁を収容している前記筒状のボディは、内側
    を樹脂ボディ、外側を金属ボディの2重構造にしたこと
    を特徴とする請求項1または13記載の四方向切換弁。
  16. 【請求項16】 前記第1の三方切換弁および前記第2
    の三方切換弁を収容している前記筒状の前記ボディは、
    低圧通路と高圧通路との間に肉盗みを設けて熱伝導を抑
    制したことを特徴とする請求項1または13記載の四方
    向切換弁。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149474A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Fuji Koki Corp 多方切換弁及びそれを用いたヒートポンプ装置
JP2012082908A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Tgk Co Ltd 集合弁

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003240140A (ja) * 2002-02-21 2003-08-27 Tgk Co Ltd 四方向切換弁
CN1908441A (zh) * 2005-08-02 2007-02-07 上海日立电器有限公司 一种容量控制式压缩机
SE530992C2 (sv) * 2006-03-10 2008-11-11 Haldex Traction Ab Ackumulator, hydraulsystem och allhjulskoppling
US7849876B2 (en) * 2006-08-17 2010-12-14 Parker-Hannifin Corporation Valve assembly with sealing force
DE102015119098B4 (de) * 2015-11-06 2019-03-21 Pierburg Gmbh Regelanordnung für eine mechanisch regelbare Kühlmittelpumpe einer Verbrennungskraftmaschine
CN108662199B (zh) 2017-03-28 2021-12-14 毛高闻 一种反冲过滤系统用四通阀

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5914664B2 (ja) 1981-09-30 1984-04-05 株式会社 鷺宮製作所 冷凍サイクル用四方逆転弁
US4976286A (en) 1989-12-14 1990-12-11 Automatic Switch Company Four-way slide valve
JPH08219308A (ja) * 1995-02-15 1996-08-30 Tgk Co Ltd 四方弁
JPH08226730A (ja) * 1995-02-21 1996-09-03 Tgk Co Ltd アキュムレータ内蔵四方弁
JP3727464B2 (ja) 1998-01-05 2005-12-14 株式会社テージーケー 四方向切換弁
JP3774334B2 (ja) 1999-06-17 2006-05-10 株式会社テージーケー 四方向切換弁
JP2002372160A (ja) * 2001-06-18 2002-12-26 Tgk Co Ltd 四方向切換弁

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011149474A (ja) * 2010-01-20 2011-08-04 Fuji Koki Corp 多方切換弁及びそれを用いたヒートポンプ装置
JP2012082908A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Tgk Co Ltd 集合弁

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