JPH028566A - 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（なっている。

従来の技術としては、例えば特公昭３５−１２６８９号
公報補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７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は密閉された円筒状弁本体、１ａは前記円
筒状本体の内壁、２．３は前記弁本体の周面の両側に反
対方向に接続された圧縮機１０１の吐出管と吸入管であ
る。４，５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、並設した接続管３．４．５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
固定されており、前記接続管４とシート６で貫通部４′
を形成している。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１０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の通電操作により前記吸入管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。

電磁式パイロットバルブ１５の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５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し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（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
５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（、コスト高とガス洩れの恐れが招いて
いた。また弁の作動は圧力差二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
う課題を生じていた。

また、吐出管２より導入された高温高圧冷媒が第一の導
管４を通過する際にシート６部分における円筒状本体１
の肉厚が大きいため貫通部７の内壁面積が広（、貫通部
７を通して高温高圧冷媒から円筒状本体１内に伝゛達す
る熱量が大きく、また、高温高圧冷媒と接する円筒状本
体の内壁１ａの面積も大きいために円筒状本体の内壁か
ら四方弁外部へ伝達する熱量も太き（、総じて熱損失が
大きいという欠点を有していた。

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特に熱損失を
小さくしてシステム効率を高めて冷暖房能力を向上させ
るとともに切換作動の信頼性を向上させる冷凍サイクル
用四方弁を提供するものである。

課題を解決するための手段 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内面に圧縮機吐出側に
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、室内側熱交換器に各々接続される第一、
第二の導口を軸方向に並設した第二のバルブシートを互
いに平行して設けると共に、前記シリンダ外壁の前記第
一のバルブシートまたは前記第二のバルブシートの少な
くとも一方の平行部分に切り溝を設け、前記スライダの
内壁に低熱伝導性を有する材料で形成したブツシュを収
納し、前記両バルブシートに挟まれた側面の前記第一の
導口寄りに偏った位置に圧縮機吸入側に接続され、前記
シリンダの軸方向に長い長円形状をした吐出口を設け、
前記両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
通路を切替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
なためスライダの先端に設けられ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
る。

またスライダの内壁に低熱伝導性を有する材料で形成し
たブツシュを収納しであるので、ブツシュからスライダ
に熱が伝導しに＜＜、高温高圧冷媒が吐出バルブより入
りトンネル状流路を通過する際の熱損失は小さい。

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側面に圧縮機１０１
の吸入債に接続される吸入パイプ１７へま吐出口１６ａ
が開口している。この吐出口１６ａは前記シリンダ軸方
向に長い長円形状をしており、前記吸入バイブ１７のシ
リンダ１６への接続先端１７ａはテーパー形状に拡管さ
れている。また、その−開口端１６ｂには、蓋１８が嵌
合されている。

１６ｃ、１６ｄ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、第一のバルブシート１６ｃには圧縮機１０１
の吐出側に接続される吐出パイプ１９からの吸入口１６
ｅ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１０３（以下、室外器）、室内側熱交換器１０
２（以下、室内器）に接続される第一、第二の接続パイ
プ２０゜２１が開口される第一、第二の導口１６ｆ、１
６ｇがシリンダ１６の軸方向に直線上に開口されている
。そして、前記吐出口１６ａは、前記シリンダ１６の軸
方向において、前記第一の導口１６ｆ寄りに偏った位置
に設けている。

２２．２３は前記バルブシート１６ｃ、１６ｄに当接し
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２４．２５を一端の円形溝部２２ａ、２３ａ
に収納し、その溝部両壁２２ｂ、２２ｃ、２３ｂ、２３
ｃを溝側へ変形させて前記スライドシートリング２４．
２５を加え締つけて固定した一対の中空状スライダであ
る。また前記スライダ２２．２３の各々内壁２３ｊには
低熱伝導性の優れた、例えば樹脂で形成したブツシュ２
３ｈ、２３ｉを収納している。２６は前記スライダ２２
．２３を両端に収納してトンネル状流路１９ａ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功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１６ｃ、
１６ｄに付勢し、前記スライドシートリング２４．２５
を前記バルブシート１６ｃ、１６ｄ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２
２．２３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変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１６の開口側より突出
する電磁ソレノイド３１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となるためバイパス孔３
０ａが形成されている。３２は前記シリンダ１６はの外
方において前記プランジャ３０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、３４ｂは前記筒３２の先端開口端３２ａに固着
された固定鉄心であり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３
５を介在している。３６は前記筒３２の外債に固定的に
取り付けられた電磁コイルであり、この電磁コイル３６
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２４．２５
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１６ｆを連通させ、電磁コイル３６の通電に
よりプランジャ３０及びホルダ２６を吸引した第２の位
置（第５図、第６図）において前記吸入口１６ｅと第二
の導口１６ｇ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６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３０は復帰バネ３５の作用により図の
下方に付勢されてホルダ２６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により形成されるトンネル状流路１９ａ
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１
６の内部を通して連通される。従って冷媒ガスは、圧縮
機１０１→吐出バイブ１９→第一の接続バイブ２０→室
外器１０３→膨脹弁→室内器１０２→第二の接続バイブ
２１→吸入バイブ１７→圧縮機１０１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３０
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１６
ｅと第二の導口１６ｇが連通されると共に、吐出口１６
ａ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１０１→吐出バイ
ブ１９→第二の接続バイブ２１→室内器１０２→膨脹弁
→室外器１０３→第一の接続バイブ２０→吸入パイプ１
７→圧縮機１０１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内面に圧縮機１０１の吐出側に接続される吸入口
１６ｅを有する第一のバルブシート１６ｃと、室外器１
０３．室内器１０２に各々接続される第一、第二の導口
１６ｆ、１６ｇを軸方向に並設した第二のバルブシート
１６ｄを互いに軽うこうして設けるとともに前記両バル
ブシート１６ｃ、１６ｄに挟まれた側面の前記第一の導
口１６ｆ寄りに偏った位置に、前記シリンダ１６の軸方
向に長い長円形状をした圧縮機１０１の吸入側に接続さ
れる吐出口１６ａを設は前記両バルブシート１６ｃ、１
６ｄ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１９ａ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１５ｆ、１６ｇ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より成るト
ンネル状流路の内外に加わってもスライダ２２．２３の
先端に設けたスライドシートリング２４．２５の作動抗
力（摩擦係数×作用力）は小さ（、シリンダ１６軸方向
に移動するために要する切換力は大幅に低減できる。

またスライダ２２．２３の内壁に低熱伝導性材料で成型
したブツシュ２３ｈ、２３　ｉを収納しであるので、ブ
ツシュ２３ｈ、２３ｉの内壁から各々スライダ２２．２
３に熱が伝導しに＜（、高温高圧冷媒が吐出バイブ１９
から入ってトンネル状流路１９ａを通過する祭に、スラ
イダ２２．２３へ伝導する熱量は小さくそれゆえに熱損
失は小さい。

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
圧縮機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、室内器、室外器に各々接続される第一、第二
の導口を軸方向に並設した第二のバルブシートを互いに
平行して設けるとともに、前記両バルブシートに挟まれ
た倒置の前記第一の導口寄りに偏った位置に、前記シリ
ンダ軸方向に長い長円形状をした圧縮機吸入倒に接続さ
れる吐出口を設け、前記両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、弁交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２作動信頼性向上が図れる。

更に、スライダの内壁に、低熱伝導性材料で彫型したブ
ツシュを収納しであるので、ブツシュ内壁からシリンダ
へ熱が伝導しに（＜、高温高圧冷媒が吐出パイプから入
ってトンネル状流路を通過する際の熱損失は小さくてす
み、システム効率を高めて冷暖房能力の向上を図り、快
適性、省エネルギー性を高めるものである。

【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西方
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−ｘ’方向の部分断面図、第５図
は第１図の暖房状態を示す断面図、第６図は第５図のＹ
−Ｙ’方向の部分断面図、第７図は従来の冷凍サイクル
用四方弁の断面図である。 １６・・・・・・シリンダ、１６ａ・・・・・・吐出口
、１６Ｃ２１６ｄ・・・・・・第一、第二のバルブシー
ト、１６ｅ・・・・・・吸入口、１５ｆ、１６ｇ・・・
・・・第一、第二の導口、２２．２３・・・・・・スラ
イダ、２３ｈ、２３ｉ・・・・・・ブツシュ、２６・・
・・・・ホルダ、３１・・・・・・ソレノイド、１０１
・・・・・・圧縮機、１０２・・・・・・室内側熱交換
器、１０３・・・・・・室外側熱交換器。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名１６−　　
シリンダ ／６ａ−１７１出口 １６ｃｍ−一第一のバルブシート ／６ｅ・・−吸入四 ？３ん゛゛７ソシュ

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、前記スライダの内壁に低熱伝導性材料で成型し
   たブッシュを収納したことを特徴とする冷凍サイクル用
   四方弁。