JPH02120581A - 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シ、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。

従来の技術としては、例えば特公昭３５−１２６８９号
公報に示されている様な冷凍サイクル用四方弁がある。

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。

第６図は従来の冷凍サイクル用四方弁の断面図、第７図
は従来の四方弁の側面図を示すものである。

１は密閉された円筒状弁本体、２，３は前記弁本体の局
面の両側に反対方向に接続された圧縮機１０１に接続す
る吐出管と吸入管である。４，６は前記吸入管３を中央
にして両側に設けられた、第一、第二の導管である。こ
の第一の導管４は室内側熱交換器（以下室内器）１０２
に接続され、第二の導管５は室外側熱交換器（以下室外
器）１０３に接続されている。上記４本の接続管２゜３
．４．５はそれぞれ弁本体１内に開口しており、並設し
たら接続管２，４．５の開口端は弁本体１の軸方向に面
一にシート６で弁本体１に固定されている。７は前記弁
本体１の内部にあって、前記シート６面を軸方向に摺動
する摺動弁であり前記吸入管３と第一の導管４、又は吸
入管３と第二の導管５を択一的に連通せしめる凹面７ａ
を有している。８．９は前記摺動弁の両側に連結板１ｏ
で連結されて配設され微小孔８ａ、９ａを有するピスト
ン体である。１１．１２は前記弁本体１の端面を密封す
る蓋である。１３．１４は前記蓋１１゜１２の間の空間
Ｒ１，Ｒ２に開口し、電磁式パイロットバルブ１５の通
電操作によシ前記吸入管３と択一的に切換連通して低圧
ガス導入する抽気管である。

以上のように構成された冷凍サイクル用四方弁について
その動作を説明する。

電磁式パイロットパル１１６０通電操作により抽気管１
３．１４を介して空間Ｒ１あるいは空間Ｒ２と吸入管３
を択一的に連通して空間内圧力を低下させると共にピス
トン体８，９の微小孔８ａ。

９ａを介して弁本体１内の吐出側圧力を反対側の空間に
導入して高圧とすることにより、雨空間の高低圧力差で
ピストン体８，９に連結する摺動弁７を移動させ、吐出
管２より導入される高圧冷媒を第二の導管６と連通させ
しめて室内器１０２を凝縮器として用いて室内を暖房し
、又は高圧冷媒を第一の導管４と連通せしめて室外器１
０３を凝縮器に室内器１０２を蒸発器として室内器を冷
房するものである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような構成では電磁式パイロット
バルブ１５の作動により高低圧の圧力変換を行い、その
圧力差によって弁を切換えているためパイロットバルブ
そのものの付帯が不可欠であり、コストが非常に高くな
り構造が複雑であった。また電磁式パイロットバルブ１
６と弁本体１が抽気管１３．１４で接続されているため
、接続箇所が多く、コスト高とガス洩れの恐れを招いて
いた。また弁の作動は圧力差によって切換わるものであ
るため圧力差のない状態では作動不可となり、ある一定
の圧力差を必要とするため、空調機等が運転しなければ
切換えができず切換始めにおける運転ロスを生じるとい
う問題点を生じていた。

また、第一の導管４あるいは第二の導管６から吸入管３
への低圧側流路が摺動弁７の内側を１８０方向転換する
ため圧力損失が大きく、システムの効率を損っていた。

そのうえ、空調機の圧縮機へ接続するためには吐出ｖ２
を１８０°方向転換させねばならず、吐出管２と吸入側
３の間隔が大きくなって四方弁としての体積が大きくな
ってしまい、空調機への取付容積が増大しているといっ
た欠点を有していた。

本発明は上記問題点に鑑み、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圧力損失を小
さくしてシステム効率を高め、加えて切換作動の信頼性
を向上させかつ容積を小さくして空調機の小型化へ寄与
する冷凍サイクル用四方弁である。

課題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、弁本体を形成するシリンダ内面に吸入口を有す
る第一のバルブシートと２つの導口を有する第二のバル
ブシートを互いに平行して設けると共に、前記両バルブ
シートに挟まれた第一の側面又は第二の側面のうち少な
くとも１方を、前記第二のバルブシートと鈍角をなして
連接する第一の側壁と、一端を第一の側壁に連接し、他
端を第一のバルブシートと鈍角をなして連接する第二の
側壁に連接して形成され、前記第一の側壁の内面を平面
形状に形成した前記第二の側壁に近接した位置に前記シ
リンダ軸方向に長い長円形状の吐出口を設け、前記バル
ブシートに当接シールするスライダを両端に収納してト
ンネル状流路を構成するホルダをソレノイドによりシリ
ンダ軸方向に移動することにより、前記吸入口あるいは
吐出口と各々連通される導口を選択し、冷媒通路を切換
える様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システムの高低圧力差が
一対のスライドバルブ及びスライダよ構成るトンネル状
流路の内外に加わってもスライドバルブの圧力受圧面を
微小に構成可能なため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幅に低減できる。また吐出
口がシリンダの軸方向に長い長円形状であり、吸入口を
有する第二のバルブシートと鈍角をなしかつ内面を平面
形状に形成した第二の側壁に近接しているので、トンネ
ル状流路の位置にかかわらず第一あるいは第二の導口よ
υ流入した低圧側冷媒はそのうち特に第一のバルブシー
ト面で反射する冷媒が第二の側壁に沿ってスムーズに吐
出口より流出されるため圧力損失は小さい。さらに吐出
口を有する第一の側壁が第一または第二の導口を有する
第二のバルブシートと鈍角をなして連接しているので、
第一の導口に接続する第一の接続パイプまたは第二の導
口に接続する第二の接続パイプと、吐出口に接続する吐
出パイプとの間隔を小さくでき、四方弁の小容積化が実
現できる。

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。なお、冷却システムは従
来と同一構成であるため同一符号を付してその説明を省
略する。

第１図から第４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。

１６は弁本体を形成するシリンダである。また、その−
開口端１６ｂには、蓋１８が嵌合溶接されている。１ｅ
ａ、１ｅｄは前記シリンダ１６の内壁に互いに平行に対
向させて軸方向に形成した第一、第二のバルブシートで
あり、第一のバルブシー）１８ｃには圧縮機の吐出側に
接続される吐出パイプ１９からの吸入口１６ｅが開口し
ている。又、第二のバルブシート１６ｄ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側熱交換器、
室内側熱交換器に接続される第一、第二の接続パイプ２
０．２１が開口される第一、第二の導口１５ｅ、１６ｆ
がシリンダ１ｅの軸方向に直線上に開口されている。シ
リンダ１６は第一の側面１６ｈ、第二の側面１６ｉを有
しており、前記第一の側面１６ｈは、前記第二のバルブ
シート１ｅｄと鈍角をなして連接する第一の側壁１８ｊ
及び一端面を前記第一の側壁１６ｊに連接し反対側端面
を前記第一のバルブシート１８ｃと鈍角をなして連接し
てかつ内面が平面形状を有する第二の側壁１６ｋから形
成されておυ、前記第一の側壁１６ｊの、前記第二の側
壁１６ｋに近接した位置に圧縮機の吸入側に接続される
吸入バイブ１７への吐出口１６ａが開口している。この
吐出口１８ａは前記シリンダ軸方向に長い長円形状をし
ており、前記吸入パイプ１７のシリンダ１６−＼の接続
先端１７ａはテーパー形状に拡管されている。２２．２
３は、前記バルブシート１８ｃ　。

１ｅｄに当接してシールする摺動性のすぐれた例えばＰ
ＴＦＥ（四フフ化エチレン樹脂）等のフッ素樹脂よりな
るスライドシートリング２４　、２５を一端の円形溝部
２２ａ、２３ａに収納し、その溝部両壁２２ｂ、２２０
，２３ｂ、２３０を溝側へ変形させて前記スライドシー
トリング２４．２５を加締固定した一対の中空状スライ
ダである。２θは、前記スライダ２２．２３を両端に収
納してトンネル状流路を構成するホルダである。２７は
前記ホルダ２６内にあって前記スライダ２２　、２３の
間に介在して前記一対のスライダ２２．２３を前記シリ
ンダ１６のバルブシート１ｅｃ、１ｅｄに付勢し、前記
スライドシートリング２４　、２６を前記バルブシート
１ｅａ、１ａｄに圧接して内外シールするスプリングで
ある。２８．２９は前記スライダ２２．２３の外周中央
凹部に収納され前記ホルダ２６間をシールするＶ字形シ
ールリングである。３０は前記ホルダ２６と連結され前
記シリンダ１ｅの開口側より突出する電磁ソレノイド３
１のプランジャである。このプランジャ３０の中心部に
は、ガスオイル等の流体がプランジャ３０の移動に伴っ
て流動体３０ａが形成されている。３２は前記シリンダ
１６の外方において前記プランジャ３ｏの外周を覆う非
磁性体よりなる筒であり、この筒３２を備えた蓋３３に
より前記シリンダ１６の開口を覆っている。

３４ａ、３４１）は前記筒３２の先端開口端３２ａに固
着された固定鉄心であ＃）３４Ｃはアルニコ磁石である
。前記プランジャ３０と固定鉄心３４ａの間には復帰バ
ネ３６を介在している。３６は前記筒３２の外側に固定
的に取り付けられた電磁コイルであり、この電磁コイル
３ｅへの通電制御により前記ホルダ２６が前記シリンダ
１６内を軸方向に摺動する。

そしてホルダ２６の両端に収納されたスライダ２２゜２
３の端部に固定されたスライドシートリング２４゜２６
の位置は、第１図、第３図図示のホルダ２６第一の位置
（電磁コイル３６無通電）において前記吸入口１６ｅと
第一の導口１ｅｆを連通させ、電磁コイル３６０通電に
よりプランジャ３ｏ及びホルダ２６を吸引した第２の位
置（第５図）において前記吸入口１６ｅと第二の導口１
６ｇ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の四方弁について
以下第１図〜第５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３６に非通電時の態様を示した
ものでプランジャ３ｏは復帰バネ３６の作用により図の
下方に付勢されてホルダ２ｅが蓋１８に当接して止まる
。この結果、ホルダ２６及びその両端に収納されたスラ
イダ２２゜２３によシ形成されるトンネル状流路により
吸入口１６ｅと第一の導口１６ｆが連通されるとともに
、吐出口１６ａと第二の導口１６ｇもシリンダ１６の内
部を通して連通される。従って冷媒ガスは、圧縮機→吐
出バイブ１９→第一の接続パイプ２０→室外コイル→膨
張弁→室内コイル→第二の接続パイプ２１→吸入パイプ
１７→圧縮機の冷房サイクル回路となる。

次に電磁コイル３６を通電状態にするとプランジャ３ｏ
は固定鉄心３４に吸着され、当接して止まる。この結果
、ホルダ２６及びその両端に収納されたスライダ２２．
’２３により形成されるトンネル状流路により吸入口１
６ｅと第二の導口１６ｇが連通されると共に、吐出口１
６ａと第一の導口１６ｆもシリンダ１６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１９→第二の接
続バイブ２１→室内コイル→膨張弁→室外コイル→第一
の接続パイプ２０→吸入パイグ１７→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、弁本体を形成するシリン
ダ１６内面に吸入口１６８を有する第一のバルブシート
１６Ｃと、２つの導口１ａｆ、１ａｇを有する第二のバ
ルブシート１６ｄを互いに平行して設けると共に、前記
両バルブシート１６ｃ。

１ｓｄに挟まれた第一の側面１６ｈ、第二の側面１５ｉ
のうち第一の側面１ｓｈは、第二のバルブシート１６ｄ
と鈍角をなして連接する第一の側壁１６ｊ及び一端面を
前記第一の側壁１６ｊに連接し反対側端面を前記第一の
バルブシート１６ｃと鈍角をなして連接しかつ内面が平
面形状を有する第二の側壁１ｅｋから形成し、第一の側
壁１６ｊの第二の側壁１ｅｋに近接した位置に前記シリ
ンダ１６軸方向に長い長円形状の吐出口１６ａを設け、
前記両バルブシー）１　ａｓ　、　１ａｄに当接シール
するスライダ２２．２３を両端に収納してトンネル状流
路を構成するホルダ２６をソレノイド３１によりシリン
ダ１６軸方向に移動することにより、前記吸入口１６ｅ
あるいは吐出口１６ａと各々連通される導口１６ｆ、１
６ｇ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一対のスライダ２２．２３及
びホルダ２６よ構成るトンネル状流路の内外に加わって
もスライダ２２．２３の圧力受圧面を微小に構成可能な
ためスライダ２２．２３の先端に設けられたスライドシ
ートリング２４．２６の作動抗力（摩擦係数×作用力）
は小さく、シリンダ１６軸方向に移動するために要する
切換力が大幅に低減できる。

また、吐出口１８ａがシリンダ１６の軸方向に長い長円
形状であり、吸入口１８ｅを有する第二のバルブシー）
１６ｄと鈍角をなし、かつ内面を平面形状に形成した第
二の側壁１ｅｋに近接しているので、トンネル状流路の
位置にかかわらず第一の導口１６ｆ、あるいは第二の導
口１６ｇより流入した低圧側冷媒はそのうち特に第一の
バルブシー　ト１６　ｃで反射する冷媒が第二の側壁１
ｅｋに沿ってスムーズに吐出口より流出されるため圧力
損失は小さい。

さらに吐出口１８ａを有する第一の側壁ｊ６１が第−又
は第二の導口１ｓｅ、１ｅｆを有する第二のバルブシー
ト１６ｄと鈍角をなして連接しているので、第一の導口
１ｅｆに接続する第一の接続パイプ２０または第二の接
続パイプ２１に接続する第二の導口１６ｇと吐出口１６
ａに接続する吐出パイプ１９との間隔を小さくできるの
で、四方弁の小容積化が実現できる。

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内面に
吸入口を有する第一のバルブシートと２つの導口を有す
る第二のバルブシートを互いに平行して設けると共に、
前記両バルブシートに挾まれた第一の側面又は第二の側
面のうち少なくとも１方を、第二のバルブシートと鈍角
をなして連接する第一の側壁と、一端を第一の側壁に連
接し、他端を第一のバルブシートと鈍角をなして連接す
る第二の側壁に連接して形成され、第一の側壁の内面を
平面形状に形成した第二の側壁に近接した位置に圧縮機
の吸入側等へ接続され前記シリンダ軸方向に長い長円形
状の吐出口を設け、前記バルブシートに当接ンールする
スライダを両端に収納してトンネル状流路を構成するホ
ルダをソレノイドによりシリンダ軸方向に移動すること
により、前記吸入口あるいは吐出口と各々連通される導
口を選択し、冷媒通路を切換える構成とすることにより
、システムの高低圧力差が一対のスライダ及びホルダよ
り成るトンネル状流路の内外に加わってもスライダの圧
力受圧面を微小に構成可能なためスライダ先端に設けた
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
力が大幅に低減でき、弁切換を従来の如くパイロットバ
ルブを用いなくても可能となり、大幅な低コスト化。

小型化１作動信頼性向上が図れる。

更に吐出口がシリンダの軸方向に長い長円形状であり、
吸入口を有する第二のバルブシートと鈍角をなしかつ内
面を平面形状に形成した第二の側壁に近接しているので
、トンネル状流路の位置にかかわらず第一あるいは第二
の導口より流入した低圧側冷媒は、そのうち特に第一の
バルブシート面で反射する冷媒が第二の側壁に沿ってス
ムーズに吐出口より流出されるため圧力損失は小さくシ
ステムの効率向上も図れる。さらに吐出口を有する第一
の側壁が第一または第二の導口を有する第二のバルブシ
ートと鈍角をなして連接しているので、第一の導口に接
続する第一の接続パイプまたは第二の導口に接続する第
二の接続パイプと吐出口に接続する吐出パイプとの間隔
を小さくでき、四方弁の小容積化ひいては空調機の小型
化が実現できるものである。

【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
弁の冷房状態を示す断面図、第２図は第１図の要部拡大
断面図、第３図は第１図の弁切換機構を示す要部斜視図
、第４図は第１図のｘ−ｆ方向の部分断面図、第６図は
第１図の暖房状態を示す断面図、第６図は従来の冷凍サ
イクル用四方弁の断面図、第７図は従来の冷凍サイクル
用四方弁の側面図である。 １６・・・・・・シリンダ、１６ａ・・・・・・吐出口
、１６ａ。 １６ｄ・・・・・・第一、ｇ二のバルブシー）、１８ｅ
・・・・・・吸入口、１ｅｆ、１ｅｇ・・・・・・第一
、第二の導口、１６ｈ・・・・・・第一の側面、１６１
・・・・・・第二の側面、１６ｊ・・・・・・第一の側
壁、１ｓｋ・・・・・・第二の側壁、２２．２３・・・
・・・スライダ、２ｅ・・・・・・ホルダ、３１・・・
・・ソレノイド。 籾−オニのバルラシート ？２．２．３−−スライ９ ２６−ホルダ １６−　シリン９ １品・・・吐七口 １１ｉ、ＩＩＪ−・・オー、マ二のバルラ第 図 ／６−一〜 ！品−− １＆、１〜−− ／＆　−−− ｕ−− ／ｌｈ、ＩＡｉ　−−− １６ｊ、恐−ｍ− ２２、２３−・− シリンダ ｏｊ：出口 オー・オニのバルラシート 啜入口 オーの遍ロ オー・オニの測面 オー・オニの１１ＰＩ璧 ス　　ラ　　イ　　夛 ホルψ 第６図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧縮機の吐出側に接続される吸入口を有する第一のバル
   ブシートと、室外側熱交換器に接続される第一の導口及
   び室内側熱交換器に接続される第二の導口を軸方向に並
   設する第二のバルブシートとを内面に平行して形成する
   と共に、前記両バルブシートに挟まれた側面に圧縮機の
   吸入側等へ接続される吐出口を有し弁本体を形成するシ
   リンダと、前記シリンダ内を摺動し前記吐出口と前記第
   一の導口、前記吸入口と第二の導口または前記吐出口と
   前記第二の導口、前記吸入口と第一の導口を切替えて連
   通させるスライダを両端に収納しトンネル状流路を構成
   するホルダと、前記ホルダを往復動させるソレノイドと
   を備え、前記バルブシートで挟まれたシリンダの側面は
   、前記第二のバルブシートと鈍角をなして連接する第一
   の側壁と、一端を第一の側壁に連接して他端を第一のバ
   ルブシートと鈍角をなして連接する第二の側壁とから形
   成され、また前記吐出口が前記シリンダの軸方向に長い
   長円形状であるとともに前記第二の側壁に近接した位置
   に設け、かつ前記第二の側壁の内面が平面形状であるこ
   とを特徴とする冷凍サイクル用四方弁。