JPH02199377A - 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 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切換弁がある。

以下図面に基づき、上述した従来の冷凍サイクル用切換
弁の構成を説明する。

第４図、第５図は従来の冷凍サイクル用切換弁の断面図
である。１は圧縮機、２はアキュームレータであり、切
換弁３を介して室内熱交換器４とキャピラリ５と室外熱
交換器θの環状回路と接続されている。切換弁３は切換
弁本体７とパイロットパルプ装置８とで構成されている
。

そして、切換弁本体７は間隔を隔てた２個のピストン９
，１ｏによシ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４図上で左右に動く、連結棒１４上にはスライド弁１
５が取付けられておリ、ピストン９，１０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１７ｄ、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１７の導出口１
７ａはスライド弁１６とバルブシート２０にて形成され
る流路２１に常に連通している。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に接続されており、スラ
イド弁１６の位置により弁室１２又は流路２１と連通す
る。

ビス）７９．１０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によシ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５図のニードル弁２７．２８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５゜ ３０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切換弁について
、以下その作動状態を説明する。

第５図は暖房運転の状態を示しており、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は高圧となり、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を閉じているだめ、弁室１３は細管３２
．弁室２６゜連通孔２９および細管３０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９，１ｏを介して圧力
差が生じ、ピストン９，１０、およびスライド弁１６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切換弁３の動作を説明する
。

第４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
３０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間の圧
力差が生じ、この圧力差によりピストン９゜１ｏおよび
スライド弁１５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は第一通口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課題 しかしながら上記の構成では、暖房運転、冷房運転の各
状態において、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により、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１５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り、又構造も複雑で
あるなど、組立工程も複雑となる課題を有していた。更
に切換作動を行うだめの、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２
９等が冷媒回路中の異物等によシ閉塞され、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。

またパルプシー）２０の断面を介して導出口１７ａの冷
媒と第一通口１８ａ及び第二通口１９ａの冷媒が熱交換
し冷凍能力を低下させるという性能上の課題を有してい
た。

本発明は上記問題点に鑑み、構造を簡素化し、組立作業
を向上させ、低コスト化を行うとともに切換作動の信頼
性を向上させ又、冷媒の熱交換によるロスを低減させた
冷凍サイクル用四方弁を提供するものである。

課題を解決するだめの手段 上記課題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の内壁面との間に空間
部を形成する一対のバルブシートを固定し、前記バルブ
シートのシート面上を前記シリンダの軸方向に移動して
冷媒回路を切換える筒状のスライドバルブを設け、前記
スライドバルブをホルダにより保持し、前記ホルダはそ
の一端をプランジャと連結させ、ソレノイドコイルによ
り前記プランジャ及びスライドバルブを駆動させる様構
成したものである。

作　　　用 本発明は上記した構成により、スライドバルブは冷凍サ
イクルの冷媒圧力差が加わっても、その圧力受圧面積を
微小に構成でき摺動力は小さく、シ、リング軸方向に移
動するために要する作動力が大幅に低減でき、ソレノイ
ドコイルにより直接スライドバルブを駆動することがで
きることから、パイロットバルブレス化による大幅な構
造の簡素化が図れるとともに、切換作動の信頼性を向上
できる、又シリンダ内壁とバルブシート間に空間部を形
成する様にした事でバルブシートを介しての冷媒の熱交
換量が低減し、冷凍サイクルの性能が向上できる。

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。尚冷却システムについて
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、第２図はその要部の斜視図を示
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の吐
出側に接続される吐出パイプ３４の導入口３４ａが開口
している。３５は前記シリンダ３３の一端に嵌合溶接さ
れた蓋である。３６．３７は前記シリンダ３３の内壁に
シート而３６ａ、３７ａを互いに平行に対向させてシリ
ンダ３３の内壁との間に空間部３８ａ、３８ｂを形成し
固定された第一、第二のバルブシートであり、第一のバ
ルブシート３６には圧縮機１の吸入側に接続される吸入
パイプ３９の導出口３６ｂが開口している。又、第二の
バルブシート３７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＃６．室内熱交換器４に接続
される第一、第二の接続バイア”４０，４１が開口され
る第一、第二の通口３７ｂ。

３７ｃがシリンダ３３の軸方向に並設開口されている。

４２．４３は、前記バルブシート３６ａ。

３７ａ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４４．４５を固定した一対のス
ライドバルブである。４６は、前記スライドバルブ４１
．４２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。４７は前記ホルダ４６内にあって前記スライ
ドバルブ４２゜４．３の間に介在して前記一対のスライ
ドバルブ４２．４３を前記バルブシート３６．３７に付
勢し、前記スライドシートリング４４．４５を前記バル
ブシート３６．３７に圧接して内外をシールする板バネ
である。４８．４９は前記スライドバルブ４２．４３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Ｖ
字形シールリングである。

６０は前記シリンダ３３の他端を閉塞する蓋である。５
１は前記蓋６ｏ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。６２は前記ホルダ４６と一端
を連結し前記パイプ内をその軸方向に移動可能なプラン
ジャである。６３は前記ホルダ４ｅを前記プランジャ５
２に連結するビンである。５４は前記プランジャ６２の
他端と同一軸心で対向し復帰バネ６６を介して設けた固
定鉄心であり前記パイプの先端を閉塞している。６６は
前記固定鉄心５４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の磁石であ
る。６７は前記バイブロｏの外側に配設され前記軸心と
ほぼ一致した軸心をもつソレノイドコイルである。

ホルダ４６の両端に収納されたスライドバルブ４２．４
３の端部に固定されたスライドシートリング４４．４５
の位置は、第１図図示のホルダ４６が第１の位置（プラ
ンジャ５１非吸着状態）において前記導出口３６ｂと第
一の通口３７ｂを連動させ、ソレノイドコイル６７の通
電によシブランジャ６１を吸着した第２の位置（第３図
）において前記導出口３ｅｂと第二の通口３７ｃ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切換弁について以
下第１図〜第３図を用いてその動作を説明する。第１図
はプランジャ５２の非吸着時の態様を示したものでソレ
ノイドコイル５７に電圧が供給されていない状態で図の
下方に付勢されてホルダ４６が蓋３６に当接して止まる
。この結果、ホルダ４６及びその両端に収納されたスラ
イドバルブ４２．４３により形成されるトンネル状流路
により導入口３６ｂと第一の通口３７ｂが連通されると
ともに、導入口３４ａと第二の通口３７ｃ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３４→第一の接続パイプ４０→室外
コイル６→膨張弁５→室内コイル４→第二の接続パイプ
４１→吸入パイプ３９→圧縮機１の冷房サイクル回路と
なる。

次にソレノイドコイル５７に一定時間通電されると、プ
ランジャ６２は固定鉄心６４に吸着され、当接して止ま
る。これと同時に磁石６６は着磁され、通電後もその吸
着力によりプランジャ５２を自己保持する。この結果ホ
ルダ４６及びその両端に収納されたスライドバルブ４２
．４３により形成されるトンネル状流路によシ導出口３
ａｂと第二の通口３７ｃが連通されると共に、導出口３
４ａと第一の通口３７ｂ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
３４→第二の接続パイプ４１→室内コイル４→膨張弁５
→室外コイル６→第一の接続パイプ４０→吸入パイプ３
９→圧縮機１の暖房サイクル回路となる。

次にソレノイドコイル５７に、前記磁石６６を消磁する
様に一定時間通電されると、プランジャ６２は復帰バネ
６５の作用により図の下方に付勢されて、ホルダ４６が
蓋３６に当接して止まる。

以上の様に本実施例によれば、シリンダ３３内にシート
面３６ａ、３７ａを平行に対向させるとともに、前記シ
リンダ３３内壁面との間に空間部ｓ　ａ　ａ、　　ｓ　
ｓ　ｂを形成し固定したバルブシート３６゜３７を設け
、前記シート面３６ａ、３７ａ上を摺動して吐出パイプ
３４．吸入パイプ３９．第一第二の接続パイプ４０．４
１により構成された冷媒回路を切換える筒状のスライド
バルブ４２．４３をホルダ４ｅにより保持し摺動弁を形
成し、前記ホルダ４６はプランジャ６２に連結させ、ソ
レノイドコイル５７の通電により、前記プランジャ６２
を駆動させる様構成したことにより、ソレノイドコイル
５７の駆動力を直接スライドバルブ４２゜４３に伝達す
ることができ、パイロットバルブレス化による大幅な構
造の簡素化が図れるとともに、切換作動の信頼性が向上
できる、又バルブシート断面を介しての冷媒熱交換量が
低減でき、冷凍サイクルの性能を向上できる。

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と、前
記シリンダ内にシート面を平向に対向させるとともに前
記シリンダの内壁面との間に空間部を形成し固定したバ
ルブシートを設け、前記シート面上を前記シリンダの軸
方向に摺動し、４本の冷媒回路用導管により構成される
冷媒回路を切換える筒状のスライドバルブと、前記スラ
イドバルブを保持するホルダと、前記ホルダと一端を連
結されたプランジャと、前記プランジャを駆動させるソ
レノイドコイルを備えた構成にしたことにより、パイロ
ットバルブレス化による大幅な構造の簡素化が図れると
ともに、切換作動の信頼性が向上できる、又バルブシー
ト断面を介しての冷媒熱交換量が低減でき、冷凍サイク
ルの性能を向上できるなど、実用効果の大きい冷凍サイ
クル用四方弁を提供できるものである。

【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Ａ−Ａ／
断面図、第３図は第１図より暖房状態に切換わった状態
を示す断面図、第４図は従来の冷凍サイクル用四方弁の
冷房状態を示す断面図、第５図は第４図よシ暖房状態に
切換わった状態を示す断面図である。 ３３・・・・・・シリンダ、３６．３７・・・・・・バ
ルブシート、３８ａ、３７ａ−−−−−−シート面、３
８ａ、ｓａｂ・・・・・・空間部、３４，３９，４０．
４１・・・・・・導管、４２．４３・・・・・スライド
バルブ、４６・・・・・・ホルダ、５２・・・・・・プ
ランジャ、６５・・・・・・復帰バネ、５４・・・・・
・固定鉄心、５７・・・・・・ソレノイドコイル。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名嘉 図 ４ｑ 第 図 第 図 ！

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁本体を形成するシリンダと、前記シリンダ内にシート
   面を平行に対向させるとともに、前記シリンダの内壁面
   との間に空間部を形成する様に固定したバルブシートと
   、前記シリンダ及びバルブシートに接続された４本の冷
   媒回路用導管と、前記シート面上を前記シリンダ軸方向
   に摺動して前記４本の導管により構成される冷媒回路を
   切換える筒状のスライドバルブと、前記スライドバルブ
   を保持するホルダと、前記ホルダと一端を連結されたプ
   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、前記固定鉄心及び
   プランジャの外側に配設された前記スライドバルブ駆動
   用のソレノイドコイルとを備えてなる冷凍サイクル用四
   方弁。