JPH0972447A - 制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ヒートポンプ式冷媒回路における
冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換える四方弁と、膨
張弁の機能を果たす電動弁と、冷凍サイクルのバイパス
回路のオン・オフ制御に用いられる二方弁との複合化を
目的とする。 【構成】 本発明の制御弁は、電動弁Ａ部と四方弁Ｂ部
と電動弁Ａ部の弁口が全開直前の位置と全閉直前の位置
において回転を伝える伝達装置Ｃ部とにより構成される
制御弁において、従来四方弁Ｂ部の弁座３７の同心円上
に設けられていた複数の開口に加えて、バイパス管５９
を取り付ける通孔５８を中心部に設け、一方、弁体３９
下部には開口２４ａを設けて遅延連結部５３を形成して
なる第２弁体５１を収納すると共に前記開口２４ａと弁
体３９上部の穴２２とを連通させる通孔６０を設け、前
記第２弁体５１が、伝達装置Ｃ部及び弁体３９とそれぞ
れ所定の回転角度をもって遅延連動できるようにしたも
のである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプ式
冷媒回路における冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える四方弁と、膨張弁の機能を果たす電動弁と、冷凍サ
イクルのバイパス回路のオン・オフ制御に用いられる二
方弁とを複合一体化したもので、特に電動弁の駆動力を
利用して四方弁と二方弁とを別々に作動させるようにし
た制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず最初に図１１は、特願平６−２７０
３８１号に開示された従来技術の制御弁Ｚの構造を示
す。制御弁Ｚの構造は、六方弁であり、大きく分けて電
動弁Ａ部、四方弁Ｂ部及び前記電動弁Ａ部と四方弁Ｂ部
とを連結する伝達装置Ｃ部の３つに分けられる。

【０００３】第１番目に電動弁Ａ部の構造は、上部を大
径部１ａとした非磁性体からなる円筒状ケース１の下端
部に、中央にチャンバー１７を備えチャンバーの中心上
部に推進軸受７を設けると共に下部に弁口８を設け、前
記チャンバー側部及び下部に開口１８、１９を有する弁
ボディ６を配置し、開口１８には出入口パイプ１９が、
又、下部の弁口８下方の開口２０には出入口パイプ２１
が設けられている。

【０００４】そして、ケース１の下部外周に固定子コイ
ル２が設けられ、その内部には先端部に針状弁３を備え
たねじ軸４の上部と一体的に成形したモータの回転子５
が設けられ、このねじ軸４が推進軸受７により直進運動
に変換されて弁ボディ６の下部の弁口８に前記針状弁３
を接離させることにより、弁口８の開口度を制御させる
ようになっており、回転子５の上半部内周面には、一箇
所だけ中心方向にリブ状の凸部９が突出状に形成されて
いるものである。

【０００５】第２番目に四方弁Ｂ部の構造は、非磁性体
からなる前記円筒状ケース１上部の大径部１ａの上端
に、図１２に示す如く、４つの開口３３、３４、３５、
３６を同心円上でかつ、等間隔に有する金属円板状の弁
座３７を固定し、この弁座３７の下面にプラスチック製
の肉厚円板状の弁体３９が摺動回転可能に配設されたも
のである。

【０００６】前記弁座３７の４つの開口３３、３４、３
５、３６は、図１２に示したように所定の角度（９０
°）間隔で開口３３を導入口、これと対向位置の開口３
４を導出口、又これらと直交的に配置した開口３５と３
６を通孔としており、それぞれ導入口３３の上面には導
入管４０が、導出口３４には導出管４１が、又通孔３５
と３６には通孔管４２と４３が設けられ、前記導入口３
３の下部にのみパイプによるストッパー４４が少量突出
状に設けられている。

【０００７】又、前記プラスチック製の肉厚円板状の弁
体３９には、図１２（Ｂ）に示す如く、前記弁座３７の
導入口３３と通孔３５と対応する位置に貫通孔４５と４
６を設けると共に、その下半部に両貫通孔４５、４６を
つなぐ連通孔４７（図１３（Ａ）参照）を設け、導出口
３４及び通孔３６と対応する位置に導出口３４及び通孔
３６を気密的につなぐ気密連通孔４８（図１３（Ｂ）参
照）が設けられ、これら両連通孔４７、４８の下部は平
面円弧状に形成されていて、隣接する各開口において連
通状態が切り換わるようになっている。

【０００８】また、前記肉厚円板状の弁体３９には、図
１１に示す如く、その上面中心に孔２２が設けられ、こ
の孔２２に運転時冷媒の圧力により弁体３９を弁座３７
に押圧する圧力よりも弱い圧力の圧縮コイルばね２３が
設けられ、反対側の弁体３９の下面側にはボス２４を設
け、その中心部に内歯２５が形成されている。

【０００９】第３番目に伝達装置Ｃ部は、図１１に示す
如く、前記非磁性体からなる円筒状ケース１の中間部即
ち、前記電動弁Ａ部の回転子５と四方弁Ｂ部の弁体２９
との間のに設けられ、電動弁Ａ部の弁口８が全開直前の
位置と全閉直前の位置に到ったときに、遅延伝達手段１
６および係合手段３０を介して四方弁の弁体３９に回転
を伝えるようにしたものである。

【００１０】即ち、円筒状ケース１内にガイドブッシュ
２６をかしめ固定し、このガイドブッシュ２６の中心
に、上部に鍔２７を有する連結棒２８を気密的、かつ回
転自在に支持し、この連結棒２８の上端部には前記弁体
３９下面中心の内歯２５と噛み合う外歯２９が形成さ
れ、この内歯２５と外歯２９とにより係合手段３０を形
成している。

【００１１】また、上記の連結棒２８の下方は、ガイド
ブッシュ２６を貫通し、上下に突出片１４、１５を有す
るコイルによる遅延伝達手段１６が設けられている。即
ち、連結棒２８の下端は前記回転子５の上半部内面にま
で延び、その先端にフランジ１１を備えている。

【００１２】そして、連結棒２８のガイドブッシュ２６
より少し下方に、垂下状のストッパー片１３ａを外方先
端に備えたストッパー１３を固定し、このストッパー１
３と下端のフランジ１１との間に、図１１および図１
６、図１７に示す如く、所定長さのコイルの上下端を上
方の突出片１４と下方の突出片１５として接線方向にほ
ぼ平行的に延長させた遅延伝達手段１６を回転可能に設
け、この遅延伝達手段１６の上方の突出片１４の先端が
前記ストッパー片１３ａと当接可能となっており、下方
の突出片１５の先端が前記回転子５の上半部内面に形成
された内向きの凸部９と当接可能となっている。

【００１３】引き続いて、従来技術の制御弁の作用（作
動）について説明する。図１１に示す如く、電動弁Ａ部
の針状弁３が閉弁状態で、図１３、図１４に示す如く、
四方弁Ｂ部の弁体３９における貫通孔４５と４６が弁座
３７の導入孔３３と通孔３５に対応して暖房状態となっ
ている時は、図１６、図１７（Ａ）に示す如く、平面的
にみて、回転子５の凸部９の一側面（上面）が遅延伝達
手段１６の下方の突出片１５の外面（下面）に、また、
上方の突出片１４の外面（上面）がストッパー片１３ａ
の外側（下面）に当接して、上下の突出片１４、１５を
凸部９とストッパー片１３ａにより挟んだ状態となって
いる。

【００１４】この状態においては、弁座３７と弁体３９
の位置関係が図１４に示す如く、四方弁Ｂ部の弁座３７
の導入口３３の下面に突出状に設けたストッパー４４
は、弁体３９の貫通孔４５と対応した位置にある。従っ
て、図１３（Ａ）に示す如く、連通孔４７により導入口
３３と通孔３５とが連通された状態になり、図９で示す
ように、圧縮機Ｆの吐出口から出た冷媒は、導入管４０
→導入口３３→連通孔４７→通孔管４２を経て室内熱交
換器Ｅに入り、電動弁Ａの出入口パイプ１９→弁口８→
出入口パイプ２１を経て、室外熱交換器Ｄを通り、図１
２（Ｂ）に示す如く、通孔管４３→通孔３６→気密連通
孔４８→導出口３４→導出管４１を経て圧縮機Ｆに戻
る。

【００１５】この暖房状態において、電動弁Ａの固定子
コイル２に閉弁方向に回転するように通電されると、図
１６、図１７（Ａ）に示すモータの回転子５は上面から
みて矢印の如く左方向に一回転し、回転子５の凸部９が
遅延伝達手段１６の下方の突出片１５から離れ、約１周
回転したところで図１７（Ｂ）のように下方の突出片１
５の内側（上面）に当たる。

【００１６】続いて回転子５が回転すると、前記遅延伝
達手段１６下方の突出片１５が回転子５の凸部９に押さ
れて上方の突出片１４と共に左方向に回動し、やがて、
図１７（Ｃ）のように上方の突出片１４が前記スッパー
片１３ａの後面（上面）と当接するまで回転子５が回転
する。上記図１７（Ａ）〜（Ｃ）間の回転子５の約２回
転の間は遅延伝達手段１６におけるコイルの空転によ
り、連結棒２８には伝わらない。従って、この間、ねじ
軸４による針状弁３の上下作用により弁口８の開口面積
を変化させることができ、最適絞り度の位置で、暖房運
転が可能となる。

【００１７】次に、冷房運転に切り換えたい時は、図１
７（Ｃ）の状態から回転子５を、さらに左方向に回転さ
せると上方の突出片１４により連結棒２８と一体的に固
定されたストッパー片１３ａを押しつつ、図１７（Ｄ）
の状態まで回転するので、連結棒２８は回転を始め、上
部の四方弁Ｂ部の弁体３６に回転を伝える。これによ
り、弁体３９が図１４の状態から図１５の状態まで９０
°回転し、冷房運転に切り換わる。

【００１８】この暖房運転から冷房運転に切り換える
際、弁体３９を９０°回転させるが、この時、弁体３９
における連通孔４７の貫通孔４５側の内縁外端部に当接
していたストッパー４４が連通孔４７の貫通孔４６側の
内縁外端部に図１５の如く当接することにより確実に停
止する。

【００１９】この弁体３９の切り換えにより、気密連通
孔４８は導出孔３４と通孔３５の間を気密的に連通させ
ることになるため、圧縮機Ｆの吐出口から出た冷媒は、
導入管４０→導入口３３→連通孔４７→通孔３６→導孔
管４３を経て室外熱交換器Ｄに入り、制御弁の出入口パ
イプ２１→弁口８→出入口パイプ１９を経て室内熱交換
器Ｅを通り、通孔管４２→通孔３５→連通孔４８→導出
口３４→導出管４１を経て圧縮機Ｆに戻る。

【００２０】この冷房運転、即ち、図１７（Ｄ）の状態
で最適絞り度を得ようとする時は、針状弁３が閉弁方向
に回転するように固定子コイル２に通電する。それによ
り、前記とは逆の原理にて、モータの回転子５は遅延伝
達手段とは接触することなく上面から見て矢印とは逆の
右方向に一回転し、回転子の凸部９が遅延伝達手段１６
の下方の突出片１５の反対側に当たる。続いて回転子５
が回転すると、遅延伝達手段１６の下方の突出片１５が
ロータースリーブの凸部９に押されて右方向に回転し、
やがて上方の突出片１４が前記ストッパー片１３と当接
するまで、回転子５が回転する。この間ねじ軸４による
針状弁３の上下作用により弁口８の開口面積を変化させ
ることができ、最適絞り度の位置で冷房運転が可能とな
る。

【００２１】再び暖房運転に切り換えたい時は、針状弁
３が更に閉弁方向に回転するように固定子コイル２に通
電すると、遅延伝達手段１６の上方の突出片１４がスト
ッパー片１３ａと当接し連結棒２８が図１７において反
時計方向に回転し、弁体３９は図１５の状態から図１４
の状態に９０°回動して暖房運転に切り換わる。

【００２２】一方、図１０は、冷凍サイクルのパイパス
回路のオン・オフ制御に用いられている従来技術の二方
弁の構造を示す。この二方弁Ｇの構造は、下部中心に弁
座１０３を設けると共に側部と下方にそれぞれ冷媒の流
入出パイプ１０４、１０５を設けた弁本体１０１と、こ
の弁本体１０１の上部に設けられた非磁性材料からなる
プランジャーチューブ１１０内に摺動可能に内挿された
下端部に弁体１０６を備えた磁性材料からなるプランジ
ャー１０７と、このプランジャー１０７の上部にスプリ
ング１０８を介して前記プランジャーチューブ１１０の
上端部に固定された磁性材料からなる吸引子１０９と、
前記プランジャーチューブ１１０の回りに配置されたコ
イル１１２及び前記コイル１１２を囲むように配置され
たコ字状の磁性材料からなるヨーク１１３によって構成
される電磁石１１１とにより構成されている。なお、図
中１０２は、ヨーク１１３と吸引子１０９とを固定する
固定ねじである。

【００２３】続いて、従来技術の二方弁の作用（作動）
について説明する。電磁石１１１のコイル１１２への非
通電時には、スプリング１０８の作用によりプランジャ
ー１０７の弁体１０６が弁座１０３に圧接し、二方弁は
閉状態となっている。

【００２４】次に、電磁石１１１のコイル１１２に通電
すると、内部に発生する磁界の作用によりプランジャー
１０７はスプリング１０８の力に抗して吸引子１０９に
吸引され、弁体１０６が弁座１０３から離れることによ
り二方弁は開状態となる。

【００２５】図９は、一般的なヒートポンプ式冷凍サイ
クルに室外側熱交換器Ｄの除霜を目的としてホットガス
デフロスト式とよばれるバイパス回路Ｈを設けた回路図
であり、バイパス回路Ｈでは、圧縮機Ｆの出口側と室内
側熱交換器Ｅの出口側、すなわち、電動弁部Ａの入口側
との間に二方弁Ｇが設けられており、通常暖房運転では
二方弁Ｇを閉弁状態とし、冷媒を圧縮機Ｆ→導入管４０
→四方弁部Ｂ→通孔管４２→室内側熱交換器Ｅ→電動弁
部Ａ→室外側熱交換器Ｄ→通孔管４３→四方弁部Ｂ→導
出管４１→圧縮機Ｆへと循環させ、次に除霜運転では二
方弁Ｇを開弁状態とし、冷媒を圧縮機Ｆ→二方弁Ｇ→電
動弁部Ａ→室外側熱交換器Ｄ→通孔管４３→四方弁部Ｂ
→導出管４１→圧縮機Ｆへと循環させるようになってお
り、圧縮機Ｆから吐出した高温高圧の冷媒を直接室外側
熱交換器Ｄに送り込むことにより除霜を行うものであ
る。

【００２６】なお、このようなバイパス回路Ｈを設ける
理由は、暖房運転中に外気温度が０℃以下になると、空
気中の水分が室外側熱交換機Ｄのフィン等に凝縮し霜と
なって付着するため、室外側熱交換機Ｄの伝熱効果が低
下し、冷凍サイクルの効率（暖房効率）を著しく低下さ
せるので除霜を行わなければならないためである。

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術で
は、図９に示す冷凍サイクルの回路における制御弁と二
方弁の仕様形態において、各々独立した駆動装置を用い
て駆動させるものであるから、以下のような問題点があ
った。 制御弁と二方弁をそれぞれ設置するためのスペースが
必要であった。 制御弁を作動させるモータ用の固定子コイル２と、二
方弁を作動させる電磁石３７という、それぞれの電気的
駆動手段が個々に必要となり、コスト高になっていた。 制御弁用と二方弁用の２つのコントローラを必要と
し、また、これらコントローラと弁をつなぐリード線が
それぞれ必要となり、コスト高となっていた。 二方弁は、開弁中は連続通電しなければならず、電気
代が余分に必要であった。

【００２８】

【問題点を解決するための手段】本発明の制御弁は、膨
張弁の機能を果たす電動弁Ａ部と、冷房時と暖房時の冷
媒の流路を切り換える機能を果たす四方弁Ｂ部からなる
従来の制御弁において、伝達装置Ｃ部と弁体３９との間
に、冷凍サイクルのバイパス回路Ｈに用いられる冷媒の
流路を開閉する機能を果たす二方弁を複合一体的に設
け、一つの駆動源（固定子コイル２）にて３つの機能を
制御可能とすることを特徴とするものである。

【００２９】すなわち、本発明に係る制御弁は、非磁性
体からなるケース１外周部の固定子コイル２への通電に
よるケース１内の回転子５の回転により、この回転子５
の中心下方に一体的に設けられたねじ軸４を介してねじ
軸先端の針状弁３を上下動させ、ケース１の下端に設け
た弁ボディ６下部の弁口８の開度を制御する電動弁Ａ部
と、少なくとも３つの開口を同心円上に設けた金属円板
状の弁座３７を前記ケース１の上端に設け、この弁座３
７の下面を摺動回転して前記３つの開口の少なくとも２
つを気密的に連通させ、他の１つの開口は開放状態とす
るプラスチック弁体３９とからなる四方弁Ｂ部と、前記
電動弁Ａ部の回転子５と四方弁Ｂ部の弁体３９との間に
設けた、電動弁Ａ部の弁口８が全開直前の位置と全閉直
前の位置において回転を伝える伝達装置Ｃ部とにより構
成され、前記電動弁Ａ部の回転子５の回転力を利用し
て、電動弁Ａ部の弁口８の絞り開閉と四方弁Ｂ部の弁体
３９の回転による流路切換とを連動して行なう制御弁に
おいて、前記四方弁Ｂ部の弁座３７には、少なくとも３
つの開口を同心円上に設けると共に中心部に通孔５８を
設け、該通孔５８にはバイパス管５９を設け、前記弁体
３９下部のボス２４内面の開口２４ａ壁面に板状の係止
片５６を対向させて設けると共に、該開口２４ａと弁体
３９上部の穴２２とを連通させる通孔６０を設け、前記
開口２４ａに挿入される第２弁体５１の上半部を扇状に
切り欠いて遅延連結部５３を設け、さらに前記下半部の
中心部には内歯５２を設け、前記第２弁体５２の遅延連
結部５３と開口２４ａ壁面に設けた係止片５６とによ
り、前記第２弁体５１が、伝達装置Ｃ部及び弁体３９と
それぞれ所定の回転角度をもって遅延連動し、弁座３７
に設けられた通孔５８と連通するとともに弁体３９の下
面に形成している第２弁座５７とにより開閉弁を構成す
ることを特徴する制御弁である。

【００３０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図８に
基づき詳細に説明する。なお、従来技術の制御弁Ｚと同
じ部品については同一の符号を用いている。本発明の制
御弁は、図１に示す如く、外歯２９から下側の伝達装置
Ｃ部及び電動弁Ａ部については、従来技術の制御弁と構
造が同一のため従来技術と重複するので詳細な説明は省
略する。また、四方弁Ｂ部においては、冷房時と暖房時
の冷媒の流路を切り換える機能に関する構造は従来技術
と同じであるため、その点についての詳細な説明は省略
する。

【００３１】本発明の制御弁における四方弁Ｂ部の部分
については、以下の如く新規な事項が追加されている。
四方弁Ｂ部の弁座３７は、図１及び図２に示す如く、従
来品と同様に少なくとも３つの開口が同心円上に設けら
れるのに加えて、弁座の中心部に通孔５８が設けられ、
該通孔５８にはバイパス管５９が接続されている。な
お、前記バイパス管５９は、図９において電動弁Ａ部と
室外熱交換器Ｄとの間に接続されるものである。

【００３２】プラスチック製の弁体３９は、従来品と同
様に、導入口３３と通孔３５と貫通孔４５、４６が設け
られると共に、その下半部に両貫通孔４５、４６をつな
ぐ連通孔４７並びに導出口３４し通孔３６を気密的につ
なぐ気密連通孔４８が設けられている。また、弁体３９
の上面中心には圧縮コイルばね２３を挿入するための孔
２２が設けられている。

【００３３】本発明における弁体３９は上記の構成に加
えて、図１に示すように、前記弁体３９下部のボス２４
の内面には開口２４ａが設けられており、その壁面には
図２（Ｂ）に示すように軸芯方向に張り出して板状の係
止片５６が対向して設けられている。さらに、弁体３９
上部の穴２２（図４（Ａ）を参照）と前記開口２４ａと
を連通させるための通孔６０が設けられ、該通孔６０の
下端部に第２弁座５７を形成している。

【００３４】第２弁体５２は、前記開口２４ａ内に挿入
されてスライド式開閉弁を構成するものであり、該第２
弁体５１は、その下半部のみ開口２４ａより小径にする
と共に図３（Ａ）に示すように上半部を扇状に切り欠い
てバタフライ状の遅延連結部５３が設けられている。ま
た、第２弁体５２の上端面はフラット状に形成されてい
て弁シール部５４を形成している。さらに、第２弁体５
２の下半部の中心部には、前記した伝達装置Ｃ部の上部
に配置された外歯２９とかみ合う内歯５２が設けられて
おり、この外歯２９と内歯５２とにより係合手段６０を
構成させるのは従来と全く同じである。

【００３５】上述のように構成した本発明制御弁は、前
記第２弁体５２の遅延連結部５３と開口２４ａ壁面に設
けた板状の係止片５６とにより、第２弁体５１を、伝達
装置Ｃ部及び弁体３９とそれぞれ所定の回転角度をもっ
て前記遅延連動させ、弁座３７に設けられた第２弁座５
７を遅延して開閉させ、その後に四方弁Ｂ部の弁体３９
を回動させるようになっている。つまり、従来技術の制
御弁Ｚの基本構造が六方弁であるのに対して、本発明の
制御弁の基本構造としては、七方弁になっている。

【００３６】引き続き、本実施例の作動原理を図５〜図
８に基づき説明する。先ず最初に、暖房運転では、四方
弁Ｂ部の弁座３７と弁体３９の位置関係及び第２弁体の
開閉弁状態は、図５（Ａ）に示す如く、連通孔４７によ
り導入口３３と通孔３５とが連通され、気密連通孔４８
により通孔３６と導出孔３４とが連通された状態で、第
２弁体５１が閉弁状態である。

【００３７】次に暖房運転から冷房運転に切り換わる際
には、図８（Ａ）で示す如く、暖房運転中に回転位置
（ハ）〜（ニ）間で制御されていた電動弁Ａ部の回転子
５が、冷房運転に切り換わる途中で、まず（ホ）の位置
まで進み、図５（Ｂ）で示す如く、第２弁体５１を開弁
状態にし、さらに、（ヘ）の位置まで進み、図５（Ｃ）
で示す如く、連通孔４７により導入口３３と通孔３６と
が連通され、気密連通孔４８により通孔３５と導出孔３
４とが連通された状態に四方弁Ｂ部を切り換え、最後
に、（ロ）の位置まで戻り、図５（Ｄ）で示す如く、第
２弁体５１を閉弁状態に戻し、その後、冷房運転に移
る。

【００３８】再び、冷房運転から暖房運転に切り換わる
際には、図８（Ｂ）で示す如く、冷房運転中に回転位置
（ハ）〜（ニ）間で制御されていた電動弁Ａ部の回転子
５が、（イ）の位置まで戻り、図５（Ａ）に示す如く、
第２弁体５１は閉弁状態のまま連通孔４７により導入口
３３と通孔３５とが連通され、気密連通孔４８により通
孔３６と導出孔３４とが連通された状態に四方弁Ｂ部を
切り換え、その後、暖房運転に移る。

【００３９】他方、暖房運転から除霜運転に切り換わる
際には、図８（Ｃ）で示す如く、暖房運転中に回転位置
（ハ）〜（ニ）間で制御されていた電動弁Ａ部の回転子
５が、（ホ）の位置まで進み、図６（Ｂ）で示す如く、
四方弁Ｂ部を切り換えないまま第２弁体５１を開弁状態
にし、その後、除霜運転に移る。なお、除霜運転中は、
第２弁体５１を開弁状態を維持するのに固定子コイル２
に通電する必要性がないことは従来の制御弁の原理から
明白である。

【００４０】再び、除霜運転から暖房運転に切り換わる
際には、図８（Ｄ）で示す如く、除霜運転中に回転位置
（ホ）の位置で制御されていた電動弁Ａ部の回転子５
が、（ロ）の位置まで戻り、図６（Ａ）で示す如く、四
方弁Ｂ部を切り換えないまま第２弁体５１を閉弁状態に
戻し、その後、暖房運転に移る。

【００４１】上述の説明のように本発明の制御弁は、図
７で示す如く、電動弁Ａ部の回転子５の回転位置を可変
させるにより電動弁Ａ部の弁口８の絞り機能、四方弁Ｂ
部の弁体３９の冷暖房切換機能およびニ方弁Ｇの機能に
相当する第２弁体５１の開閉弁機能の３つの機能を制御
可能とするものである。また、回転子５の総ステップ数
や遅延連結部の遅延角度の値は、従来技術や本発明での
説明したものに限定されず、使用用途やコスト等を加味
して自由に設計できるものである。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る制御弁は、前述した実施例
のとおり、膨張弁の機能を果たす電動弁Ａ部と、冷房時
と暖房時の冷媒の流路を切り換える機能を果たす四方弁
Ｂ部からなる従来の制御弁において、四方弁Ｂ部に冷凍
サイクルのバイパス回路Ｈに用いられる冷媒の流路を開
閉する機能を果たす二方弁を複合一体的に設け、一つの
駆動源（固定子コイル２）にて３つの機能を制御可能と
するものである。

【００４３】従って、 ニ方弁における電磁石や弁本体のほとんどの部品が不
要となるため、非常にコンパクト（省スペース）にな
る。 ニ方弁における電磁石や弁本体のほとんどの部品が不
要となるため、製造コストが安くなる。 ニ方弁におけるコントローラ及びリード線がいらなく
なるため、製造コストが安くなる。 二方弁機能は、自己保持機能を有する電動弁Ａ部のモ
ーターと連動するため開弁中において、通電する必要が
なくなり、電気代が不要となる。 といった効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の制御弁の一実施例の暖房状態におけ
る縦断面図。

【図２】 本発明の制御弁の弁座、弁体と第２弁体との
分解斜視図で、（Ａ）は弁座の斜視図、（Ｂ）は弁体の
斜視図、（Ｃ）は第２弁体の斜視図。

【図３】 本発明の制御弁の第２弁体の拡大斜視図で、
（Ａ）は弁シール部側からみた斜視図、（Ｂ）は内歯側
からみた斜視図。

【図４】 本発明の制御弁の弁体の拡大斜視図で、
（Ａ）は連通孔側からみた斜視図、（Ｂ）は遅延連結部
側からみた斜視図。

【図５】 冷房・暖房切換時における本発明の制御弁の
遅延連結部の作動状態及び第二弁体の開閉弁状態を説明
するための平面図であり、（Ａ）は暖房運転時、（Ｂ）
と（Ｃ）は冷房運転切換途中、（Ｄ）は暖房運転時の状
態を示す平面図。

【図６】 暖房・除霜切換時における本発明の制御弁の
遅延連結部の作動状態及び第二弁体の開閉弁状態を説明
するための平面図であり、（Ａ）は暖房運転時、（Ｂ）
は除霜運転時の状態を示す平面図。

【図７】 回転子の回転位置と電動弁の弁口流量、四方
弁の弁体位置及び第二弁体の開閉弁状態との関係を示す
グラフチャート図。

【図８】 各運転モード切換時における回転子の回転位
置と四方弁の弁体位置及び第二弁体の開閉弁状態との関
係を示すグラフチャート図であり、（Ａ）は暖房運転→
冷房運転、（Ｂ）は冷房運転→暖房運転、（Ｃ）は暖房
運転→除霜運転、（Ｄ）は除霜運転→暖房運転の切換時
の状態を示すグラフチャート図。

【図９】 従来技術の制御弁及び二方弁を用いた冷凍サ
イクル図であり、実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを
示し、破線矢印はバイパス回路Ｈにおける除霜運転時の
冷媒の流れを示す。

【図１０】 従来技術の二方弁の閉弁状態における縦断
面図。

【図１１】 従来技術の制御弁の暖房状態における縦断
面図。

【図１２】 従来技術の制御弁の弁座と弁体との分解斜
視図で、（Ａ）は弁座の斜視図、（Ｂ）は弁体の斜視
図。

【図１３】 従来技術の制御弁の弁座と弁体とを組み合
わせた状態における断面図で、（Ａ）は図１２のＡ−Ａ
断面図、（Ｂ）は図１２のＢ−Ｂ断面図。

【図１４】 従来技術の制御弁の暖房時における弁座と
弁体の位置関係を示す平面図。

【図１５】 従来技術の制御弁の冷房時における弁座と
弁体の位置関係を示す平面図。

【図１６】 従来技術の制御弁の遅延連結手段の一部切
欠斜視図。

【図１７】 冷・暖切換時における従来技術の制御弁の
遅延連結手段の作動状態を説明するための平面図であ
り、（Ａ）は暖房時、（Ｂ）〜（Ｃ）は弁口の絞り時、
（Ｄ）は暖房時の状態を示す平面図。

【符号の説明】 Ａ 電動弁 Ｂ 四方弁 Ｃ
伝達装置 Ｃ 伝達装置 Ｄ 室外側熱交換器 Ｅ
室内側熱交換器 Ｆ 圧縮機 Ｇ 二方弁 Ｈ
バイパス回路 Ｚ 制御弁 １ ケース ２ 固定子コイル ３
針状弁 ４ ねじ軸 ５ 回転子 ６
弁ボディ ７ 推進軸受 ８ 弁口 ９
凸部 １０ 蓋 １１ フランジ部 １３ａ ストッパー片 １３ ストッパー １
４ 上方の突出片 １５ 下方の突出片 １６ 遅延伝達手段 １
７ チャンバー １８ 開口 １９ パイプ ２
０ 開口 ２１ パイプ ２２ 孔 ２
３ 圧縮コイルばね ２４ ボス ２４ａ 開口 ２
５ 内歯 ２６ ガイドブッシュ ２７ 鍔 ２
８ 連結棒 ２９ 外歯 ３０ 係合手段 ３
１ 弁本体 ３２ 円筒状のケース ３３ 開口（導入口） ３
４ 開口（導出口） ３５ 開口（通孔） ３６ 開口（通孔） ３
７ 弁座 ３８ 圧縮コイルばね ３９ 弁体 ４
０ 導入管 ４１ 導出管 ４２ 通孔管 ４
３ 通孔管 ４４ 弁体ストッパー ４５ 貫通孔 ４
６ 貫通孔 ４７ 連通孔 ４８ 連通孔 ５
１ 第２弁体 ５２ 内歯 ５３ 遅延連結部 ５
４ 弁シール部 ５５ 遅延連結部 ５６ 係止片 ５
７ 第２弁座 ５８ 通孔 ５９ バイパス管 ６
０ 係合手段 １０１ 弁本体 １０２ 止めネジ １
０３ 弁座 １０４ 流入出パイプ １０５ 流入出パイプ １
０６ 弁体 １０７ プランジャー １０８ スプリング １
０９ 吸引子 １１０ プランジャーチューブ １
１１ 電磁石 １１２ コイル １１３ ヨーク

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】第３番目に伝達装置Ｃ部は、図１１に示す
如く、前記非磁性体からなる円筒状ケース１の中間部即
ち、前記電動弁Ａ部の回転子５と四方弁Ｂ部の弁体２９
との間に設けられ、電動弁Ａ部の弁口８が全開直前の位
置と全閉直前の位置に到ったときに、遅延伝達手段１６
および係合手段３０を介して四方弁の弁体３９に回転を
伝えるようにしたものである。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来技術で
は、図９に示す冷凍サイクルの回路における制御弁と二
方弁の使用形態において、各々独立した駆動装置を用い
て駆動させるものであるから、以下のような問題点があ
った。 制御弁と二方弁をそれぞれ設置するためのスペースが
必要であった。 制御弁を作動させるモータ用の固定子コイル２と、二
方弁を作動させる電磁石３７という、それぞれの電気的
駆動手段が個々に必要となり、コスト高になっていた。 制御弁用と二方弁用の２つのコントローラを必要と
し、また、これらコントローラと弁をつなぐリード線が
それぞれ必要となり、コスト高となっていた。 二方弁は、開弁中は連続通電しなければならず、電気
代が余分に必要であった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３６】引き続き、本実施例の作動原理を図５〜図
８に基づき説明する。最初に、暖房運転では、四方弁Ｂ
部の弁座３７と弁体３９の位置関係及び第２弁体の開閉
弁状態は、図５（Ａ）に示す如く、連通孔４７により導
入口３３と通孔３５とが連通され、気密連通孔４８によ
り通孔３６と導出口３４とが連通された状態で、第２弁
体５１が閉弁状態である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３７】次に暖房運転から冷房運転に切り換わる際
には、図８（Ａ）で示す如く、暖房運転中に回転位置
（ハ）〜（ニ）間で制御されていた電動弁Ａ部の回転子
５が、冷房運転に切り換わる途中で、（ホ）の位置まで
進み、図５（Ｂ）で示す如く、第２弁体５１を開弁状態
にし、さらに、（ヘ）の位置まで進み、図５（Ｃ）で示
す如く、連通孔４７により導入口３３と通孔３６とが連
通され、気密連通孔４８により通孔３５と導出口３４と
が連通された状態に四方弁Ｂ部を切り換え、最後に、
（ロ）の位置まで戻り、図５（Ｄ）で示す如く、第２弁
体５１を閉弁状態に戻し、その後、冷房運転に移る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】再び、冷房運転から暖房運転に切り換わる
際には、図８（Ｂ）で示す如く、冷房運転中に回転位置
（ハ）〜（ニ）間で制御されていた電動弁Ａ部の回転子
５が、（イ）の位置まで戻り、図５（Ａ）に示す如く、
第２弁体５１は閉弁状態のまま連通孔４７により導入口
３３と通孔３５とが連通され、気密連通孔４８により通
孔３６と導出口３４とが連通された状態に四方弁Ｂ部を
切り換え、その後、暖房運転に移る。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】上述の説明のように本発明の制御弁は、図
７で示す如く、電動弁Ａ部の回転子５の回転位置を可変
させることにより電動弁Ａ部の弁口８の絞り機能、四方
弁Ｂ部の弁体３９の冷暖房切換機能および二方弁Ｇの機
能に相当する第２弁体５１の開閉弁機能の３つの機能を
制御可能とするものである。また、回転子５の総ステッ
プ数や遅延連結部の遅延角度の値は、従来技術や本発明
での説明したものに限定されず、使用用途やコスト等を
加味して自由に設計できるものである。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】従って、二方弁 における電磁石や弁本体のほとんどの部品が不
要となるため、非常にコンパクト（省スペース）にな
る。二方弁 における電磁石や弁本体のほとんどの部品が不
要となるため、製造コストが安くなる。二方弁 におけるコントローラ及びリード線がいらなく
なるため、製造コストが安くなる。 二方弁機能は、自己保持機能を有する電動弁Ａ部のモ
ーターと連動するため開弁中において、通電する必要が
なくなり、電気代が不要となる。 といった効果がある。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の制御弁の一実施例の暖房状態におけ
る縦断面図。

【図２】 本発明の制御弁の弁座、弁体と第２弁体との
分解斜視図で、（Ａ）は弁座の斜視図、（Ｂ）は弁体の
斜視図、（Ｃ）は第２弁体の斜視図。

【図３】 本発明の制御弁の第２弁体の拡大斜視図で、
（Ａ）は弁シール部側からみた斜視図、（Ｂ）は内歯側
からみた斜視図。

【図４】 本発明の制御弁の弁体の拡大斜視図で、
（Ａ）は連通孔側からみた斜視図、（Ｂ）は遅延連結部
側からみた斜視図。

【図５】 冷房・暖房切換時における本発明の制御弁の
遅延連結部の作動状態及び第二弁体の開閉弁状態を説明
するための平面図であり、（Ａ）は暖房運転時、（Ｂ）
と（Ｃ）は冷房運転切換途中、（Ｄ）は暖房運転時の状
態を示す平面図。

【図６】 暖房・除霜切換時における本発明の制御弁の
遅延連結部の作動状態及び第二弁体の開閉弁状態を説明
するための平面図であり、（Ａ）は暖房運転時、（Ｂ）
は除霜運転時の状態を示す平面図。

【図７】 回転子の回転位置と電動弁の弁口流量、四方
弁の弁体位置及び第二弁体の開閉弁状態との関係を示す
グラフチャート図。

【図８】 各運転モード切換時における回転子の回転位
置と四方弁の弁体位置及び第二弁体の開閉弁状態との関
係を示すグラフチャート図であり、（Ａ）は暖房運転→
冷房運転、（Ｂ）は冷房運転→暖房運転、（Ｃ）は暖房
運転→除霜運転、（Ｄ）は除霜運転→暖房運転の切換時
の状態を示すグラフチャート図。

【図９】 従来技術の制御弁及び二方弁を用いた冷凍サ
イクル図であり、実線矢印は暖房運転時の冷媒の流れを
示し、破線矢印はバイパス回路Ｈにおける除霜運転時の
冷媒の流れを示す。

【図１０】 従来技術の二方弁の閉弁状態における縦断
面図。

【図１１】 従来技術の制御弁の暖房状態における縦断
面図。

【図１２】 従来技術の制御弁の弁座と弁体との分解斜
視図で、（Ａ）は弁座の斜視図、（Ｂ）は弁体の斜視
図。

【図１３】 従来技術の制御弁の弁座と弁体とを組み合
わせた状態における断面図で、（Ａ）は図１２のＡ−Ａ
断面図、（Ｂ）は図１２のＢ−Ｂ断面図。

【図１４】 従来技術の制御弁の暖房時における弁座と
弁体の位置関係を示す平面図。

【図１５】 従来技術の制御弁の冷房時における弁座と
弁体の位置関係を示す平面図。

【図１６】 従来技術の制御弁の遅延連結手段の一部切
欠斜視図。

【図１７】 冷・暖切換時における従来技術の制御弁の
遅延連結手段の作動状態を説明するための平面図であ
り、（Ａ）は暖房時、（Ｂ）〜（Ｃ）は弁口の絞り時、
（Ｄ）は冷房時の状態を示す平面図。

【符号の説明】 Ａ 電動弁 Ｂ 四方弁 Ｃ 伝
達装置Ｄ 室外側熱交換器 Ｅ 室内側熱交換器 Ｆ 圧縮機 Ｇ 二方弁 Ｈ バ
イパス回路 Ｚ 制御弁 １ ケース ２ 固定子コイル ３ 針
状弁 ４ ねじ軸 ５ 回転子 ６ 弁
ボディ ７ 推進軸受 ８ 弁口 ９ 凸
部 １０ 蓋 １１ フランジ部 １３ａ ストッパー片 １３ ストッパー １４
上方の突出片 １５ 下方の突出片 １６ 遅延伝達手段 １７
チャンバー １８ 開口 １９ パイプ ２０
開口 ２１ パイプ ２２ 孔 ２３
圧縮コイルばね ２４ ボス ２４ａ 開口 ２５
内歯 ２６ ガイドブッシュ ２７ 鍔 ２８
連結棒 ２９ 外歯 ３０ 係合手段 ３１
弁本体 ３２ 円筒状のケース ３３ 開口（導入口） ３４
開口（導出口） ３５ 開口（通孔） ３６ 開口（通孔） ３７
弁座 ３８ 圧縮コイルばね ３９ 弁体 ４０
導入管 ４１ 導出管 ４２ 通孔管 ４３
通孔管 ４４ 弁体ストッパー ４５ 貫通孔 ４６
貫通孔 ４７ 連通孔 ４８ 連通孔 ５１
第２弁体 ５２ 内歯 ５３ 遅延連結部 ５４
弁シール部 ５５ 遅延連結部 ５６ 係止片 ５７
第２弁座 ５８ 通孔 ５９ バイパス管 ６０
係合手段 １０１ 弁本体 １０２ 止めネジ １０３
弁座 １０４ 流入出パイプ １０５ 流入出パイプ １０６
弁体 １０７ プランジャー １０８ スプリング １０９
吸引子 １１０ プランジャーチューブ １１１
電磁石 １１２ コイル １１３ ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２５Ｂ 41/06 Ｆ２５Ｂ 41/06 Ｔ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】非磁性体からなるケース１外周部の固定子
   コイル２への通電によるケース１内の回転子５の回転に
   より、この回転子５の中心下方に一体的に設けられたね
   じ軸４を介してねじ軸先端の針状弁３を上下動させ、ケ
   ース１の下端に設けた弁ボディ６下部の弁口８の開度を
   制御する電動弁Ａ部と、 少なくとも３つの開口を同心円上に設けた金属円板状の
   弁座３７を前記ケース１の上端に設け、この弁座３７の
   下面を摺動回転して前記３つの開口の少なくとも２つを
   気密的に連通させ、他の１つの開口は開放状態とする弁
   体３９とからなる四方弁Ｂ部と、 前記電動弁Ａ部の回転子５と四方弁Ｂ部の弁体３９との
   間に設けた、電動弁Ａ部の弁口８が全開直前の位置と全
   閉直前の位置において回転を伝える伝達装置Ｃ部とによ
   り構成され、 前記電動弁Ａ部の回転子５の回転力を利用して、電動弁
   Ａ部の弁口８の絞り開閉と四方弁Ｂ部の弁体３９の回転
   による流路切換とを連動して行なう制御弁において、 前記四方弁Ｂ部の弁座３７には、少なくとも３つの開口
   を同心円上に設けると共に中心部に通孔５８を設け、該
   通孔５８にはバイパス管５９を設け、 前記弁体３９下部のボス２４内面の開口２４ａ壁面に板
   状の係止片５６を対向させて設けると共に、該開口２４
   ａと弁体３９上部の穴２２とを連通させる通孔６０を設
   け、前記開口２４ａに挿入される第２弁体５１の上半部
   を扇状に切り欠いて遅延連結部５３を設け、さらに前記
   下半部の中心部には内歯５２を設け、 前記第２弁体５２の遅延連結部５３と開口２４ａ壁面に
   設けた係止片５６とにより、第２弁体５１を、伝達装置
   Ｃ部及び弁体３９とそれぞれ所定の回転角度をもって前
   記遅延連動させ、弁座３７に設けられた第２弁座５７を
   遅延して開閉させ、その後に四方弁Ｂ部の弁体３９を回
   動させるようにしたことを特徴とする制御弁。