JPH1137312A - 複合弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍サイクルの室外機に装備される電動弁、
手動開閉弁、ストレーナ等の配置構造をコンパクトなも
のにすると共に、組立の労力とコストを軽減した弁装置
を提供する。 【解決手段】 複合弁が、弁本体を共有する電動弁と手
動開閉弁とを備え、前記弁本体が側部に二つの導管接続
部を有すると共に、内部に二つの弁室を有してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ヒートポ
ンプ式エアコン等を構成する冷凍サイクルの室外機等に
組み込まれる複合弁に係り、特に、電動弁と手動開閉弁
とを一体結合した複合弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のヒートポンプ式エアコン等を構成
する冷凍サイクルは、図４に示すように、室内機Ａと室
外機Ｂとに分離されており、室内機Ａには室内熱交換器
１が装備されると共に、室外機Ｂには、圧縮機２、室外
熱交換器３、四方切換弁４、電動弁５、二つのストレー
ナ６、６、及び、二つの手動開閉弁７、７等の構成要素
が装備されており、前記各構成要素は、導管によって流
体冷媒が移送されるように接続されている。

【０００３】前記室内機Ａと室外機Ｂとは、いずれも、
工場等の製作現場で組立られて、設置場所に運ばれ、そ
こで、室内機Ａと室外機Ｂとを所定の場所に設置した
後、導管８、８と手動開閉弁７、７とで、両者を接続し
て冷凍サイクルを完成させて、該サイクル内を冷媒が循
環できるようにしている。

【０００４】図５は、前記室外機Ｂの前記各構成要素の
内、電動弁５、二つのストレーナ６、及び、手動開閉弁
７の構造と、それらの構成要素を複数の導管９、…を介
して接続した状態を示したものである。電動弁５は、弁
本体５ａと、該弁本体５ａの上部に配置された電動機５
ｂとから構成され、前記電動機５ｂは、密閉ケース５ｃ
の外側にステータコイル５ｄと、前記密閉ケース５ｃ室
内に配置されたロータ５ｅとで構成されている。前記密
閉ケース５ｃ内から弁軸５ｆが下方に伸びて下端に弁体
５ｇを固定している。前記電動弁５の弁本体５ａの側部
には、導管９の一端がロー付け溶接等で接続されている
と共に、該導管９の他端にはストレーナ６が同様にロー
付け溶接で接続されている。さらに、前記弁本体５ａの
下部にも、導管９の一端がロー付け溶接接続され、該導
管９の他端に別のストレーナ６がロー付け溶接で接続さ
れている。

【０００５】また、前記手動開閉弁７は、概略横倒しＴ
字状の弁本体７ａを備え、該弁本体７ａには、相互に直
交する冷媒入出用の接続部７ｂ、７ｃが設けられている
と共に、雄ネジ付きスプール形の弁要素７ｄが軸線回り
に回動可能な状態で配されている。前記一方の接続部７
ｂには、導管９の一端がロー付け等で接続固定され、該
導管９の他端には、前記ストレーナ６が同様にロー溶接
で接続固定されている。前記他方の接続部７ｃには、室
内機Ａと室外機Ｂとを結ぶ冷媒循環通路となる導管８
が、適宜の管継手７ｅによって接続固定されている。

【０００６】前記手動開閉弁７は、エアコン据え付け前
（工場出荷時）には、前記弁要素７ｄがその先端円錐面
部７ｄ₁が弁座７ｆに着座して前記接続部７ｂを閉鎖遮
断する閉成位置（最下降位置）となっている。一方エア
コン据え付け時には、室内機Ａ側に位置する前記接続部
７ｃと前記接続部７ｂとが、冷媒循環通路として連通す
るべく、前記弁要素７ｄが回動されて、前記閉成位置か
ら上方に移動して、前記弁座７ｆから前記先端円錐面部
７ｄ₁が離れて開成位置（最上昇位置）に移動する。こ
れによって冷媒の循環が可能になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の如き
室外機Ｂの電動弁５、ストレーナ６、６、及び、手動開
閉弁７の器具からなる冷媒循環サイクルの組立構造は、
前記各々の構成要素と構成要素との間を導管９、９…を
介して接続する構造となっているために、該冷媒循環サ
イクルの配置位置を広く必要としている。

【０００８】また、前記電動弁５、ストレーナ６、６、
及び、手動開閉弁７の各構成要素と前記導管９、９…と
をロー付け溶接等で、各々接続固定しているために、前
記各構成要素を室外機Ｂ内に組み立てる時、ロー付け溶
接等の接続固定部所が多くなってしまい、組立のための
労力と費用が高くなってしまうとの問題があった。

【０００９】更に、前記手動開閉弁７は、前記導管９と
接続固定されているので、その接続部は導管９の外形に
見合う大きさを必要とし、前記手動開閉弁７の全体の形
状を大きなものとしなければならないと云う不具合が生
じていた。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、冷凍サイクルの室
外機に装備される電動弁、手動開閉弁、ストレーナ等の
配置構造をコンパクトなものにすると共に、組立の労力
とコストを軽減した弁装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明に係る複合弁は、基本的には、弁本体を共有する
電動弁と手動開閉弁とを備え、前記弁本体が側部に二つ
の導管接続部を有すると共に、内部に二つの弁室を有す
ることを特徴としている。

【００１２】そして、本発明の複合弁の好ましい具体的
な態様としては、前記弁本体が、一方の導管接続部に連
通する電動弁用の弁室と、他方の導管接続部に連通する
手動開閉弁用の弁室とを備え、前記二つの弁室が流体通
路孔で接続され、前記二つの弁室に面する前記流体通路
孔の両端に、弁座が各々形成され、かつ、前記二つの弁
室には、電動弁の弁軸の弁体もしくは手動開閉弁の弁要
素の弁体のいずれかが配備され、前記弁座に着座及び離
脱可能に配置されていることを特徴としている。

【００１３】また、本発明の他の具体的態様としては、
前記流体通路孔が、直線通路として形成され、前記電動
弁の弁軸と前記手動開閉弁の弁要素とが、前記流体通路
孔の仮想軸心上に、対向して配置されていることを特徴
としている。更に、前記二つの導管接続部には、各々ス
トレーナが配備されていることを特徴としている。

【００１４】このような構成を備えた本発明の複合弁
は、弁本体を共有して電動弁と手動開閉弁を一体に配置
したので、従来のように電動弁と手動開閉弁とを接続す
るための導管等が不要となることで、冷凍サイクルに必
要な弁の構造をコンパクトにし、該冷凍サイクルの設置
容積を小さくすることができる。

【００１５】また、電動弁と手動開閉弁、及び、二つの
ストレナーを一つの弁として一体に構成したことによっ
て、弁単体の製造コストを低くすることができると共
に、複数の弁間を導管で接続固定する必要がないので、
ロー付け溶接等の接続固定箇所が少なくなり、組立コス
トも低くすることができる。

【００１６】更に、本発明の複合弁は、手動開閉弁の前
記弁要素の弁体と電動弁の弁軸の弁体とを、前記弁本体
の流体通路孔を介して対向して配置し、該流体通路孔の
両端に弁座を形成して、前記弁体を各々着座及び離脱可
能に配置したので、前記冷媒サイクルの流通経路内で最
も直径の小さい部所に手動開閉弁の弁体を配置できるこ
ととなり、該手動開閉弁の弁体を小さくでき、手動開閉
弁全体の形状も小さくすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の複合弁の一実施形
態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、
本実施形態の複合弁１の縦断面図である。該図１に示す
複合弁１００は、基本的には、電動弁１０、手動開閉弁
５０、及び、二つのストレーナ６０、６１とが一体とし
て組み込まれ、弁本体２０を共有する構成となってい
る。

【００１８】前記電動弁１０は、ステッピングモータ１
１と、前記弁本体２０の一部をなす上部弁本体２０ａ
と、ロータ軸３５及び弁軸３０とを具備しており、前記
ロータ軸３５を前記ステッピングモータ１１により回転
駆動してねじ送りにより昇降させ、それに伴って昇降す
る弁軸３０の弁体３１で前記弁本体２０に形成された流
体通路孔２３の弁座２３ａを弁体３１で開閉する（開口
面積を変化させる）ことにより流量を調整するようにな
っている。

【００１９】前記ステッピングモータ１１は、前記弁本
体２０に蓋状部材３３を介して連結固定された円筒状の
キャン３２の外周部に嵌装されたステータヨーク１３
と、ボビン１４と、該ボビン１４に巻装され、外部から
通電されるマグネットワイヤ１５と、前記ステータヨー
ク１３、ボビン１４及びマグネットワイヤ１５の外周を
封止するモールド１２と、前記キャン３２の内部に配置
され、後述するスリーブ４０に固定されたボンド磁石よ
りなるロータ３９と、を備えて構成されている。

【００２０】前記モールド１２、ステータヨーク１３、
ボビン２４、及びマグネットワイヤ１５は、キャン３２
の外周に一体的に嵌装され、それらはモールド１２にビ
ス１６で取り付けられた押圧係止具１７の係止凸部１７
ａを前記キャン３２の外周に、例えば９０度間隔で４箇
所設けられた凹部１９のいずれかに嵌合させることによ
り位置決め及び抜止め行うようになっている。

【００２１】前記上部弁本体２０ａは、弁室２１を有
し、該弁室２１に連通する流体通路孔２２が設けられ、
前記弁軸３０の弁体３１により開閉される弁座２３ａを
備えた流体通路孔２３が形成されている。前記上部弁本
体２０ａの弁室２１の上方には、内周部に雌ねじ部２７
が形成されたガイドブッシュ２６が、内嵌固定されてい
る。

【００２２】前記ガイドブッシュ２６の雌ねじ部２７に
は、ホルダ２８の外周に形成された雄ねじ部２９が螺合
せしめられ、該ホルダ２８の内周下部にフランジ３０ａ
付きの弁軸３０が摺動可能に嵌挿され、また、前記ホル
ダ２８の下部には、前記弁軸３０のフランジ３０ａを受
けるカラー３４が圧入固定されていて、前記弁軸３０
は、前記ホルダ２８内に縮装されたコイルスプリング３
７により常時下方に付勢されている。前記ホルダ２８の
上部には、ロータ軸３５がそれと一体的に回転移動でき
るように内嵌固定されており、前記ホルダ２８の上部外
周には、凸状の可動側ストッパ４５が、下向きに突設さ
れた合成樹脂製のスリーブ４０と一体的に回転移動でき
るように成形固定されている。

【００２３】また、前記ローラ軸３５の上部には、コイ
ルスプリング３６が装填されている。このコイルスプリ
ング３６は、ロータ３９が回転（逆転）せしめられてロ
ータ軸３５やスリーブ４０等が前記雌ねじ部２７と雄ね
じ部２９との螺合によるねじ送りにより上昇せしめられ
て、前記ねじ部２７，２９の螺合が外れたとき、前記ホ
ルダ２８をガイドブッシュ２６側に押圧して再螺合し易
くするためのものである。

【００２４】前記ガイドブッシュ２６の上部外周には、
前記可動側ストッパ４５が衝接せしめられる凸状の固定
側ストッパ５５が上向きに突設された合成樹脂製の固定
受け座５０が成形固定されている。前記キャン３２は、
一端に下部鍔部３２ａを備えた有底筒状形状をしてお
り、一体絞り加工で成形されている。また、前記蓋状部
材３３は、環状皿状として形成され、その外周端に上部
鍔部３３ａを有している。

【００２５】前記キャン３２、前記蓋状部材３３、及
び、前記上部弁本体２０ａとの組立密封固定は、前記上
部弁本体２０ａの上部環状突出片２０ｃに前記蓋状部材
３３の内部孔を嵌合し、前記上部環状突出片２０ｃを外
周方向にかしめると共に、前記弁上部本体２０ａの外周
部と前記蓋状部材３３の下面とをロー付け溶接を行い、
前記蓋状部材３３の上部鍔部３３ａと前記キャン３２の
前記下部鍔部３２ａの周囲端部をＴｉＧ溶接（タングス
テンイナトガス溶接）等で拝み溶接を行い、前記キャン
１１内を密封状態としている。

【００２６】前記電動弁１０の前記上部弁本体２０ａの
下部には、前記手動開閉弁５０が配置され、該手動開閉
弁５０の下部弁本体２０ｂは、前記電動弁１０の前記上
部弁本体２０ａと一体となって複合弁１００の弁本体２
０を構成している。即ち、前記電動弁１０の上部弁本体
２０ａが、下方に延長されて前記手動開閉弁５０の下部
弁本体２０ｂを構成している。前記下部弁本体２０ｂ
は、内部に弁室５１を備えると共に、下方に筒状装着部
５５を突出し、前記弁室５１の一側に該弁室５１に連通
する冷媒入出用の接続口５２が設けられている。前記筒
状装着部５５には、弁要素５３を挿入保持する該開孔５
４が穿設されている。開孔５４は、前記弁室５１に面す
る部分に雌ネジ５４ａが刻設されていると共に、その雌
ネジ５４ａの下部が拡大孔５４ｂとされている。

【００２７】前記弁要素５３は、スプール形をしてお
り、上部先端が弁体５３ａとして形成され、中間部に雄
ネジ５３ｂが刻設されると共に、下端が拡大された操作
部５３ｃとされている。該操作部５３ｃには、環状溝５
３ｄが形成され、該環状溝５３ｄ内にシール用のＯリン
グ５３ｅが係合している。前記操作部５３ｃの下端に
は、ドライバーでの回動操作が可能なように操作溝５３
ｆが形成されている。前記弁要素５３は、その雄ネジ５
３ｂを前記開孔５４のの雌ネジ５４ａに螺合させること
で、軸方向に移動可能になっている。

【００２８】図２に示すように、前記手動開閉弁５０の
弁要素５３と前記電動弁１０の弁軸３０とは、前記流体
通路孔２３の仮想軸心Ｙ−Ｙ上に配置し、かつ、前記弁
要素５３の弁体５３ａと前記弁軸３０の弁体３１とを、
前記弁本体２０の流体入出孔２３を介して対向して配置
し、該流体通路孔２３の両端に形成した前記弁座２３
ａ、２３ｂに着座可能に配置したことで、前記流体通路
孔２３の両端で、流量の調整と遮断とを行えるようにな
っている。

【００２９】前記弁本体２０の上部弁本体２０ａの一側
には、導管接続部用の筒状装着部４１が形成されてお
り、該筒状装着部４１内にストレーナ６０が内装装着さ
れていると共に、前記弁本体２０の下部弁本体２０ｂの
一側にも、導管接続部用の筒状装着部４２が形成され、
該筒状装着部４２内にもストレーナ６１が内装装着され
ている。

【００３０】このような構成の本実施形態の複合弁１０
０は、図３に示すように、ヒートポンプ式エアコン等を
構成する冷凍サイクル内に組み込まれる。即ち、室内機
Ａと室外機Ｂとに分離された前記冷凍サイクルの室外機
Ｂ側に工場等の生産現場で組み込まれる。工場等での組
立においては室内機Ａに室内熱交換器１が装備されると
共に、室外機Ｂには、圧縮機２、室外熱交換器３、四方
切換弁４、手動開閉弁７、及び、複合弁１００の各構成
要素が組み込まれ、導管９、…によって流体冷媒が移送
されるように接続されて冷凍サイクルを構成するように
装備される。前記複合弁１００の一方の筒状装着部４１
には、前記導管９の一端が適宜の管継手（図示省略）を
介して接続固定され、該導管９の他端が室外熱交換機３
に接続固定される。また、前記複合弁１００の他方の筒
状装着部４２には、キャップ６２等を冠着した状態で工
場等から出荷される。

【００３１】前記室内機Ａと室外機Ｂとは、工場等での
製作現場で各々組立の後、設置場所に運ばれて、そこ
で、室内機Ａと室外機Ｂとを各々所定の場所に設置した
後、二つの導管８、８で、両者を接続して冷凍サイクル
を完成させて、該サイクル内を冷媒が循環できるようす
る。

【００３２】前記室内機Ａと前記室外機Ｂとの所定の設
置場所での組立においては、前記の如く、二本の導管
８、８を介して前記室内機Ａと前記室外機Ｂとが接続さ
れるが、一方の導管８と前記室外機Ｂとは、従来の手動
開閉弁７で接続固定され、他方の導管８は、前記複合弁
１００の他方の筒状装着部４２の前記キャップ６２を取
り外した後、両者が適宜の管継手（図示省略）を介して
接続固定される。

【００３３】前記前記二つの導管８、８による室内機Ａ
と室外機Ｂとの接続固定の完了の後、前記筒状装着部５
５の外周に螺着されている袋ナット５６を取り外し（弁
要素５３を後述のように開成位置にセットした後に再び
螺着される）、前記弁要素５３に刻設されている前記操
作溝５３ｆにドライバーの先端を係合させて、前記弁要
素５３を回動させて、前記流体通路孔２３の弁座２３ｂ
から前記弁要素５３の弁体５３ａを離脱させて、開成位
置に移動させる。これにより、前記冷凍サイクル内での
冷媒の循環が可能な状態にセットされる。

【００３４】なお、前記室内機Ａと前記室外機Ｂとの移
転等により前記ストレーナ６１を保持している筒状装着
部４２に連結されている導管８を取り外すことが必要と
なった場合等には、再び前記弁要素５３の前記操作溝５
３ｆにドライバーを係合させて、前記とは反対方向に回
動させるると、前記弁要素５３の弁体５３ａが前記流体
通路孔２３の弁座２３ｂに着座させて遮断する閉成位置
に移動できる。

【００３５】前記の如く、前記室内機Ａと前記室外機Ｂ
とを所定の場所に設置して導管８、８の接続固定が完了
した後の使用状態において、前記複合弁の前記電動弁１
０の各々のマグネットワイヤ１５にパルスを順次通電励
磁すると、ロータ３９、スリーブ４０、ロータ軸３５、
ホルダ２８等が一体的に正転（ここでは右回りに回転）
し、前記雌ねじ部２７と雄ねじ部２９との螺合によるね
じ送りにより前記弁軸３０が下降せしめられて、前記弁
座２３ａに前記弁体３１が着座して、前記流体通路孔２
３が閉じられる。

【００３６】前記流体通路孔２３が、弁体３１で閉じら
れた時点では、前記可動側ストッパ４５が固定側ストッ
パ５５に未だ衝接しておらず、前記弁軸３０の弁体３１
が前記流体通路孔２３を閉じたまま、前記ホルダ２８等
はさらに回転下降せしめられる。このときの前記弁軸３
０に対する前記ホルダ２８の下降量は、前記コイルスプ
リング３２が圧縮されることにより吸収される。

【００３７】その後さらに、前記ホルダ２８等が回転下
降せしめられると、前記可動側ストッパ４５が固定側ス
トッパ５５に衝接し、これにより、前記ロータ３９への
通電励磁が続行されていても、前記スリーブ４０、軸３
５、ホルダ２８等の回転下降運動が強制的に停止せしめ
られる。そして、流体通路孔２３を開くときは、マグネ
ットワイヤ１５を前記流体通路孔２３を閉じるときとは
逆方向に通電励磁することにより、ロータ軸３５を逆回
転させて、前記流体通路孔２３を開口する。

【００３８】このように、本実施形態の前記複合弁１０
０は、電動弁１０を操作して冷媒の流量の調節を行うと
共に、前記複合弁１００の二つの冷媒流入出部に、各々
ストレナーを一体に配置したので、前記冷凍サイクルの
配管途中等に介在している金属摩耗粉等が前記電動弁１
０内に流入するのが防がれる。

【００３９】また、本実施形態の複合弁１００は、前記
電動弁１０と対向して手動開閉弁５０を一体に配置した
ので、前記電動弁１０と前記手動開閉弁５０とで弁本体
２０を共有できると共に、従来のように電動弁１０と手
動開閉弁５０とを接続するための導管等を不要とすると
共に、冷凍サイクルに必要な弁の構造をコンパクトにし
て、該冷凍サイクルの設置容積を小さくすることができ
る。

【００４０】更に、前記二つのストレーナ６０、６１も
前記複合弁１００に一体に組み込むことで、前記と同様
に、導管等を不要とすると共に、冷凍サイクルの構造を
コンパクトにできる。

【００４１】更にまた、電動弁１０と手動開閉弁５０、
及び、二つのストレナー６０、６１を一つの弁として一
体に構成したことによって、弁の製造コストを低くする
ことができると共に、複数の弁間を導管で接続固定する
必要もなくなるので、ロー付け溶接等の接続固定箇所も
少なくなり、組立コストを低くすることができる。

【００４２】更にまた、本実施形態の複合弁１００は、
手動開閉弁５０の前記弁要素５３の弁体５３ａと前記電
動弁１０の弁軸３０の弁体３１とを、前記弁本体２０の
流体通路孔２３を介して対向して配置し、該流体通路孔
２３の両端に弁座２３ａ、２３ｂを形成して前記弁体５
３ａ、５３ｂを各々着座可能に配置したことで、前記冷
媒サイクルの流通経路内で最も直径の小さい部所に前記
手動開閉弁５０の弁体５３ａを配置できることとなり、
該手動開閉弁５０の弁体５３ａを小さくすることができ
ると共に、これによって、手動開閉弁５０全体を小さく
することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、本発
明の複合弁は、電動弁と手動開閉弁とを一つの弁として
一体構成としたので、弁自体を小型にし、かつ製造コス
トを低減できる。また、前記複合弁の採用によって、冷
凍サイクルの室外機内での組み付けスペースが少なくす
むと共に、該室外機への複合弁の組み付けが容易にな
り、組立コストを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の複合弁の一実施形態を示す縦断面図。

【図２】図１の複合弁の弁本体と弁体部分の拡大断面
図。

【図３】図１の複合弁を配備した冷凍サイクルの概念
図。

【図４】従来の電動弁と手動開閉弁等を配備した冷凍サ
イクルの概念図。

【図５】図４の電動弁と手動開閉弁等を配備した冷凍サ
イクルの部分詳細図。

【符号の説明】

１０ 電動弁 ２０ 弁本体 ２０ａ 上部弁本体 ２０ｂ 下部弁本体 ２１ 弁室 ２３ 流体通路孔 ２３ａ 弁座 ２３ｂ 弁座 ３０ 弁軸 ３１ 弁体 ４１ 導管接続部（筒状装着部） ４２ 導管接続部（筒状装着部） ５０ 手動開閉弁 ５１ 弁室 ５３ 弁要素 ５３ａ 弁体 ６０ ストレーナ ６１ ストレーナ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体を共有する電動弁と手動開閉弁と
   を備え、前記弁本体が側部に二つの導管接続部を有する
   と共に、内部に二つの弁室を有することを特徴とする複
   合弁。
2. 【請求項２】 前記弁本体は、一方の導管接続部に連通
   する電動弁用の弁室と、他方の導管接続部に連通する手
   動開閉弁用の弁室とを備え、前記二つの弁室が流体通路
   孔で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の
   複合弁。
3. 【請求項３】 前記二つの弁室に面する前記流体通路孔
   の両端には、弁座が各々形成されていることを特徴とす
   る請求項２に記載の複合弁。
4. 【請求項４】 前記二つの弁室には、電動弁の弁軸の弁
   体もしくは手動開閉弁の弁要素の弁体のいずれかが配備
   され、前記弁座に着座及び離脱可能に配置されているこ
   とを特徴とする請求項３に記載の複合弁。
5. 【請求項５】 前記流体通路孔は、直線通路として形成
   されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか
   一項に記載の複合弁。
6. 【請求項６】 前記電動弁の弁軸と前記手動開閉弁の弁
   要素とは、前記流体通路孔の仮想軸心上に、対向して配
   置されていることを特徴とする請求項５に記載の複合
   弁。
7. 【請求項７】 前記二つの導管接続部内には、各々スト
   レーナが配備されていることを特徴とする請求項１乃至
   ５のいずれか一項に記載の複合弁。