JPH1163284A

JPH1163284A - 切換弁

Info

Publication number: JPH1163284A
Application number: JP22909097A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kobayashi; 裕行小林; Yasuhiro Koido; 康裕小井土; Ryuichi Funada; 隆一舟田; Yuji Enomoto; 裕治榎本; Koki Taneda; 幸記種田; Hideyuki Honoki; 秀行朴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】空気調和機の冷凍サイクルにおいて、圧縮機を
停止することなく切替可能なコンパクトで消費電力の少
ない切換弁を供給する。【解決手段】弁体を高圧のガイド孔と低圧の連絡溝を形
成し、弁体上部にブリードホールとバランス孔を設け、
バランス孔を封止するボール弁を備え、切り換え時は、
電磁石で永久磁石並びに補助作動板を回転し、ボール弁
を作動し、弁体上部と連絡溝との圧力バランスをとり、
一方、補助作動板の凸部でブリードホールを封止し、弁
体上部が低圧に圧力バランスすると同時に高圧のガイド
孔との圧力差より、弁体を上方に押し上げ、弁体とベー
スの接触圧力ゼロの状態で、補助作動板と配設されたね
じりコイルばねで弁本体を作動させる切換弁。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機等の冷
凍サイクルにおける冷房サイクルと暖房サイクルを切換
える切換弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図６は、特開平8−42737号公報に開示さ
れた従来の切換弁の構造を示す。この切換弁は、円筒形
状の弁本体１１とその上部に配置された電磁石３５から
なる。電磁石３５は、コイル２３を横向き、鉄芯２２の
両端に左右対称に一対の磁極板２１を形成している。弁
本体１１は、非磁性体の円筒形状のケース１２，非磁性
体の蓋２４，導入口３１，導出口３２と２つの通孔１，
２（図７参照）を同心円上に設けたベース１３を形成し
ている。

【０００３】弁本体１１の内部に２５の弁体が、回転可
能にベース１３の上面に配置してあり、弁体２５外周面
に、円筒形状のヨーク１８と永久磁石１９を備えてい
る。また、弁体２５は、ベース１３の４つの開口の少な
くとも２つの開口を気密的に連通させ残りの開口を解放
状態とする溝を形成している。

【０００４】以上の構成においてその作用を説明する
と、電磁石３５は、その中心の鉄心２２の外周部にコイ
ル２３が巻かれ、コイル通電時、鉄心２２の両端とそれ
に接続された磁極板２１が磁化され、一方がＳ極(又は
Ｎ極）他方がＮ極(又はＳ極）となり、弁本体１１の内
部に配置された１組磁極（Ｓ極，Ｎ極）の永久磁石１９
に対応して、磁極板２１と永久磁石１９との吸引力（又
は反発力）から永久磁石１９並びに連結された弁体２５
が回転する。なお、弁体２５における回転位置決めは、
ベース１３の上面に突出させたストッパー２６と弁体２
５のガイド孔３３との間にて行われる。電磁石３５と弁
本体１１の位置決めは、コイル２３下方に設けた位置決
め凹部と、蓋２４の上面に設けた位置決め凸部とを嵌合
させることにより行われる。

【０００５】弁体２５の逆方向の回転は、コイル２３の
通電磁極を変換して、通電することにより、前記磁極板
２１の磁極が、一方がＮ極（又はＳ極）他方がＳ極（又
はＮ極）となり、磁極板２１と永久磁石１９との反発力
（又は吸引力）から永久磁石１９並びに連結した弁体２
５が、前記した回転方向と逆方向に回転する。

【０００６】また、弁体２５のガイド孔３３と連絡溝３
４の冷媒の気密は、空気調和機の冷凍サイクルにおい
て、圧縮機の吐出側に接続され高圧となるガイド孔３３
と圧縮機の吸引側に接続され低圧となる連絡溝３４との
圧力差が、弁体２５の上下にかかり、弁体２５をベース
１３に押しつけ、ガイド孔３３と連絡溝３４の冷媒気密
を行う。

【０００７】さらに、特開平8−285113 号公報にて、図
８の従来の切換弁の構造が開示されているが、電磁石の
磁極板の一部を弁本体内部に配置したものであり、その
作用は図６で説明したものと基本的には同じものであ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、弁体の
回転起動トルクが低いため、切換弁の弁体の上方の圧力
と、下方の圧力との圧力差が小さくならないと弁体を作
動することができない。つまり、空気調和機の圧縮機を
停止させ、弁体の上方の圧力と、下方の圧力との圧力差
がなくなるまでの弁切替可能となる時間（つまり待ち時
間）があり、空気調和機の運転効率が低くなると云う問
題がある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の切換弁は、従来
の技術では、コイル中心の鉄心の両端に配置された磁極
板を、コイルの内外周に配置し、かつ、磁極板の一部を
弁本体内部に延長して永久磁石と櫛歯状に配置し、補助
作動板の回転トルクを高め、弁体の一部に設けたバラン
ス孔を封止するボール弁を作動させ、弁体の上下にかか
る圧力差をなくし、配設されたひねりコイルばねで、弁
体を回転させ、圧縮機を停止することなく弁体切替えが
行える切換弁である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図５に
より説明する。５２は円筒形状をしたケースで、その底
部に５３のベースが接合され、ベース５３は導入口８
１，導出口８２及び２つの連絡口を形成する。

【００１１】８１の導入口，８２の導出口及び２つの連
絡口には、５４の導入管，５５の導出管及び２つの連絡
管を接合する。５７は樹脂製主弁で、ベース５３の上部
平面に垂直に圧入された心棒５６を軸心に回転摺動可能
に配置し、上記導入口８１と一方の連絡口をガイド孔７
３で、導出口８２と他方の連通口を連絡溝７４で連通す
るよう形成せしめる。また、主弁５７のガイド孔７３の
上部にブリードホール７６を、連絡溝７４の上部にバラ
ンス孔７５を心棒５６を中心に左右対称に形成せしめ、
ボール弁５８でバランス孔を封止する。６０は補助作動
板で、主弁５７の上部に心棒５６を軸心に回転可能に配
置し、前記ボール弁５８を作動させるポケット部７７と
作動後ブリードホール７６を封止するシート面の封止凸
部７８を形成してある。

【００１２】さらに、上面部には、円筒形状に２組の磁
極（Ｓ極，Ｎ極）を持つ永久磁石６１を位置決めする凸
部７９を形成してある。５９はひねりコイルばねで、コ
イル部５９ａを主弁５７と補助作動板６０の間の心棒５
６外周に配置し、２つのアーム部５９ｂ，５９ｃは補助
作動板６０のポケット部７７と主弁５７の上部に形成し
た凸部５７ａを挟み込み係止させる。６５はガイドで、
永久磁石６１の上部に配置した。６２は磁極板で、非磁
性体の蓋６４を貫通し、前記永久磁石６１と櫛歯状に配
置し、蓋６４の貫通部は接合にて封止した。６３はコイ
ルで、縦向きで、前記磁極板６２の間に、挿着配置す
る。６７はコイル蓋で、前記磁極板６２に接続されてい
る。

【００１３】以上の構成において、その作用を説明する
と、図２の状態から磁極変換可能にした電磁石１００の
コイル６３に通電すると、内径側磁極板６２ａはＮ極
（又はＳ極）、外周側磁極板６２ｂはＳ極（又はＮ極）
に磁化され、磁極板６２ａ，６２ｂと永久磁石に吸引力
並びに反発力が働き、永久磁石６１並びに連結された補
助作動板６０が一定の角度回転する。

【００１４】また、補助作動板６０の作動により、ボー
ル弁５８並びにひねりコイルばねの片方のアーム５９ｂ
がポケット部７７で押しのけられ（図３参照），ひねり
コイルばね５９に縮もうとする力が働き、他方のアーム
５９ｃが主弁５７を連動して回転させる（図４参照）。

【００１５】なお、補助作動板６０の回転位置決めは、
外径側の磁極板６２ｂと補助作動板６０が当接して行
い、主弁５７の位置決めはベース５２の上面に突出させ
たストッパー６６がガイド孔７３の内壁に当接して行
う。

【００１６】また、逆方向の回転を行う場合には、電磁
石１００のコイル６３に極性を変換して通電することに
より行う（図４→図５→図２）。

【００１７】空気調和機の冷凍サイクルにおいて、圧縮
機の吐出側に連結されたガイド孔７３は高圧で、ブリー
ドホール７６にて主弁５７の上部に連通しており、圧縮
機の吸入側に連結された連絡溝７４は低圧であり、主弁
５７の上部と下部の間に圧力差が生じ、主弁５７をベー
ス５３に押しつけ、ガイド孔７３と連絡溝７４の冷媒気
密を行う。従来の技術では、この圧力差を低くして弁体
が作動可能となる。

【００１８】本発明では、電磁石１００の磁極板６２を
弁本体５１内部に延長し、永久磁石６１と櫛歯状にし、
バランス孔７５を封止するボール弁５８を作動させる回
転トルクを発生させ、ボール弁５８が作動し、主弁５７
の上部の高圧と低圧の連絡溝７４の圧力差を瞬時にバラ
ンスさせ、かつ、バランス孔７５を開放すると同時にブ
リードホール７６を補助作動板６０の封止凸部７８で封
止し、低圧にバランスした主弁５７の上部と高圧のガイ
ド孔７３との間に圧力差から主弁５７を上方向に浮かせ
る力が発生し、主弁５７とベース５３との押しつけ力を
ゼロの状態にし、ひねりコイルばねで主弁５７の回転を
行うものである。従って、圧縮機の運転中でも切替可能
な切換弁である。

【００１９】本発明の一実施例は、駆動源として、１組
の電磁石と４極の永久磁石を利用したが、２組の電磁石
の磁極を所定角度ずらし、磁性体のロータとの組み合わ
せを利用することにより、さらに消費電力の低い切換弁
とすることができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、圧力差の影響が少なく、弁切
替えが可能となるため、空気調和機の運転効率を上げる
効果がある。

【００２１】また、コイルの内外周に磁極板を配置し
て、磁極板の一部を永久磁石と櫛歯状に配置して磁力効
率を上げ、ボール弁を作動させる回転トルクで弁切替え
が可能であり、冷・暖切替え時のコイルに印加する電流
値を小さくでき、消費電力を低減できると云う効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の切換弁の断面図。

【図２】本発明の一実施例の切換弁の断面図。

【図３】本発明の一実施例の切換弁の断面図。

【図４】本発明の一実施例の切換弁の断面図。

【図５】本発明の一実施例の切換弁の断面図。

【図６】従来の切換弁の縦断面図。

【図７】従来の切換弁の平面図。

【図８】従来の切換弁の縦断面図。

【符号の説明】

１１，５１…弁本体、１２，５２…ケース、１３，５３
…ベース、１４，５４…導入管、１５，５５…導出管、
１６，５６…心棒、１７…スプリング、１８…ヨーク、
１９，６１…永久磁石、２０，６５…ガイド、２１，６
２…磁極板、２２…鉄心、２３，６３…コイル、２４，
６４…蓋、２５…弁体、２６，６６…ストッパー、２７
…位置決め凹部、２８，７９…位置決め凸部、３１，８
１…導入口、３２，８２…導出口、３３…ガイド孔、３
４…連絡溝、３５，１００…電磁石、５７…主弁、５８
…ボール弁、５９…ねじりコイルばね、６０…補助作動
板、６７…コイル蓋、７３…高圧室、７４…低圧室、７
５…バランス孔、７６…ブリードホール、７７…ポケッ
ト部、７８…封止凸部、９０…封止突起。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者榎本裕治神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者種田幸記神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者朴木秀行神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒形状ケース（５２）の底部ベース（５
３）面に各導通孔（８１，８２，８３，８４）を設け、
主弁（５７）にて連通させ、一方、ケース（５２）の上
部に電磁石（１００）を設け、電磁石（１００）の磁極
板（６２）の一部を、弁本体(５１）内部に延長し、前
記磁極板(６２）と櫛歯状になるよう永久磁石(６１)
と、永久磁石の固定・回転可能となる補助作動板（６
０）を設け、前記主弁（５７）を２室に仕切り導入管
（５４）側を高圧室、導出管（５５）側を低圧室とに成
形し、低圧側の連通溝（７４）にバランス孔（７５）
を、高圧側のガイド孔（７３）にブリードホール（７
６）を設け、前記バランス孔（７５）をボール弁（５
８）で封止し、該ボール弁（５８）を、前記補助作動板
（６０）で開閉し、補助作動板（６０）に主弁（５７）
を連動するようにねじりコイルばね(５９)を配設し、主
弁（５７）の回転心棒（５６）に前記補助作動板（６
０）を同軸に配置したことを特徴とする切換弁。
【請求項２】主弁に設けたバランス孔をボール弁で封止
し、補助作動板でバランス孔を開放すると同時にブリー
ドホールを補助作動板で封止するよう配置した請求項１
に記載の切換弁。
【請求項３】弁本体の上部に配置される電磁石のコイル
を縦向きとし、かつ、磁極板の一部を弁本体内部まで延
長し、この磁極板と永久磁石を櫛歯状に配置したことを
特徴とする請求項１に記載の切換弁。