JPS62200155A - 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くなっている。

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４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は圧縮機、２はアキュムレータであり、四
方弁３全介して室内コイル４と膨張器６と室外コイル６
の環状回路と接続され、周知のヒートポンプ式冷媒回路
を構成している。西方弁３は、弁本体７とパイロットパ
ルプ８とで構成されており、弁本体７は２個のピストン
９，１゜により３つの空間１１．１２．１３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図上で左右に移動する。連結棒１４上にはスライド
バルブ１６が取り付けられており、ピストン９，１ｏが
動けば前記スライドバルブ１６が共に動く。ピストン９
，１０で挾まれた領域には４本の導管１６．１７，１８
．１９が接続され、圧縮機１の吐出管１６は常に空間１
２に連通し、圧縮機１の吸入管１７はスライドバルブ１
６とパルプシー）２０にて形成される空間２１に常に連
通している。また導’１１１８．１９はそれぞれ室内コ
イ４及び室外コイル６に接続されており、スライドバル
ブ１６の位置によ！ｌｌ空間１２と連通したり空間２１
と連通したりする。ピストン９，１０には圧力バランス
孔２２．２３’ｉ設けている。次にパイロットパルプ８
の構造について説明する。

バイロフトパルプ８内には２つの空間２４　、２５が設
けられ、ソレノイドコイル２６により作動するニードル
パルプ２７．２８にて交互に閉塞される連通孔２９を有
している。第４図のニードル・くルプ２７．２８はソレ
ノイドコイル２６が通電された暖房運転状態を示してい
る。３ｏは前記連通孔２９と吸入管１７とを連通ずる抽
気管、３１は空間１１と空間２４を連通する抽気管、３
２は空１４ｊ１３と空間２６を連結する抽気管である。

次に以上の構成にてなる四方弁３の動作について説明す
る。

第４図は暖房運転状態を示しており、各空間１１゜１２
．１３，２４．２６の圧力は次の１茶になっている。圧
縮機１の吐出ガスにより空間１２は高圧となり、ピスト
ン９，１０に設けられた圧力バランス孔２２．２３を通
じて空間１１及び空間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８内のニードルパルプ２７が
連通孔２９を閉じているため空間１３は抽気管３２、空
間２５、連通孔２９及び抽気管３ｏを介して吸入管１７
と連通した低圧圧力となっている。従って空間１１と空
間１３の間にはピストン９．１０を弁して圧力差を生じ
、ピストン９，１Ｑ及びスライドバルブ１６が第４図の
右方向に押しつけられ所定の暖房運転状態を維持する。

次に、暖房運転が停止されるか、除霜運転が開始される
か、又冷房運転開始時における四方弁３の動作を説明す
る。上記３つの運転状態においてはソレノイドコイル３
は通電が停止されている。そのためニードルパルプ２ス
２８は第４図左方向に移動するため、ニードルパルプ２
８が連通孔２９を閉じ、抽気管３ｏは空間２４と連通す
るようになる。従って暖房時に高圧圧力となっていた空
間１゛１は抽気管３１．空間２４゜抽気管３ｏを介して
吸入管１７と連通し急激に低圧圧力となる。そのためピ
ストン９をへだてて空間１２と空間１１の間に圧力差が
生じ、この圧力差によってピストン９．１０及びスライ
ドバルブ１６が第４図の左方向に押しつけられる。従っ
て吐出管１６は導・ｕ１９と連通し、導管１８は空間２
１を介して吸入管１７と連通ずる。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記の構成では、スライドバルブ１６の駆
動は冷媒ガスの高低圧力差金用いて行うパイロット方式
となっているために非常に多くの部品が必要となり、構
造が複雑で、組立工数も多くなる問題点を有していた。

更に構造中に、抽気管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２８．２
９等の微小開口部分が多いため、冷媒回路中の異物等に
より閉塞され、切換作動不能となる恐れがある等、信頼
性の面でも不安定であるという問題点を有していた。

一方、昨今のエアコン動向として四方弁切換時の高圧冷
媒と低圧冷媒の衝突による衝撃音をなくす目的で除霜前
後や冷房暖房切換時に圧縮機の運転を停止して高低圧力
差をなくした後に四方弁を切換える制御方式が主流化し
つつあることから切換時の高低圧力差が低減されスライ
ドバルブ１６の切換力が従来に比べて大巾に低減される
傾向にあり、パイロット方式を採用しなくても切換えが
可能な方向に向かいつつある。

本発明は上記問題点と昨今のエアコンの動向による四方
弁の使わＩＩ　／’ｌ環境変化に鑑み、パイロットバル
ブレス化を図り、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切換作動の信頼性を向上
させた冷顔サイクル用四方弁を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の冷凍サイクル用
四方弁は、導出口とこの導出口の両側に第一、第二の通
口を並設したバルブシートを弁本体を形成するシリンダ
内に設け、バルブシートに当接シールする高摺動性材料
より成るスライドシートリングを開口端の最も内寄りに
固定し内側に凹部ｋｍするキャップ型スライドバルブを
その外周面とシリンダ内壁に介在させた板バネによりバ
ルブシート面へ附勢しながら、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、導出口と連通される通
口全選択し、冷媒通路を切換える様購成したものである
。

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
スライドバルブの内外に加わってもバルブシート面との
シール位置ヲ四方弁としての所要流路断面積を確保でき
る最も内寄りとしているのでスライドバルブのシステム
差圧力の受圧面積が最小となり、テフロンシートリング
のシール面に加わる荷重を小さくできると共に、スライ
ドシートリングに摩擦係数の低いフッ素樹脂等の高摺動
性材料を用いているため、スライドバルブ全シリンダ軸
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
。また板バネによりスライドバルブは常にパルプシー）
　（ｉｌｌへの附勢力を受けるため安定したシール性が
得られる。

実施例 用 以下本発明の一実施例の冷凍サイクル一方弁について図
面を参照しながら説明する。第１図及び第２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。

３３は弁本体を形成するシリンダ１ｕ面に圧縮機の吐出
側に接続される吐出管３４の導入口３４ａが開口されて
いる。３６は前記シリンダ３３の一端に嵌合溶接された
蓋である。３６は前記シリンダ３３の内壁に固定され反
固定側にシート面３６ａを有するバルブシートであり、
前記シリンダ３３の軸方向に３個の開口部３６ｂ　、３
６Ｃ，３６ｄを並設している。前記バルブシート３６の
中央の開口部３６ｂは、圧縮機の吸入側に接続される吸
入管３７が接続される導出口である。又前記導出口３６
ｂの両側の開口部３６　ｃ　、ａｅｓｄは、各々凝縮器
又は蒸発器として可逆的に機能する室外コイル、室内コ
イルに接続される第一、第二の４管３Ｂ、３９が接続さ
れる第一、第二の通口である。

４０は前記バルブシート３６のシート面３６　ａに当接
してシールする摺動性の優れた例えばフッ素樹脂等の高
摺動性材料より成るスライドシートリング４１を開口４
４０ａの最も内寄りに前記バルブシート３６との当接シ
ート面４１ａが位置する様固定するとともに内側に流路
を形成する四部４０　ｂ　ｆ有するキャップ型スライド
バルブであム４２は前記スライドバルブ４ｏの外側面４
０　ｃと前記シリンダ３３の内壁の間に介在した板バネ
であり、前記スライドバルブ４Ｑｉ前記バルブシート３
６側へ附勢して常に前記スライドシートリング４１の当
接シート面４１ａとバルブシート面３６ａとの接触圧力
を与えている。４３は前記シリンダ３３の他端を閉塞す
る蓋である。４４は前記蓋４３の中央には固定的に取り
付けられた操作用ソレノイドであり、固定鉄心４６、電
磁コイル４６、復帰バネ４７そして前記スライドバルブ
４゜をその尺板着側のリング部４８ａに嵌合して連結し
たプランジャ４８より構成されており、電磁コイル４６
への通電制御により前記スライドバルブ４０が前記シリ
ンダ３３内を軸方向に摺動する。

そして前記スライドバルブ４ｏの開口端に固定されてス
ライドシートリング４１の位置は、第１図。

第２図図示の前記スライドバルブ４０第一の位置（電磁
コイル４６無通電）において前記導出口３６ｂと第一の
通口３６　ｃｆ前記スライドバルブ４ｏの内側凹部ａｏ
ｂｆ流路として連通させ、電磁コイル４６の通電により
プランジャ４８及びスライドバルブ４０ｉ吸引した第二
の位ｅ（第３図）において前記導出口３６ｂと第二の通
口３６ｄｉ連通させる如く設計されている。

以上の球に構成された冷凍サイクル用四方弁について以
下第１図から第３図を用いてその動作全説明する。第１
図、第２図は電磁コイル４６に非通電時の性成を示した
ものでプランジャ４８は復帰バネ４７０作用により図の
左方に附勢されてそのリング部４８ａ先端が蓋３６に当
接して止まる。

この結果、スライドシートリング４１をシール面にして
スライドバルブ４０の内１１１１凹部４０ｂ’ｉｚ流路
として導出口３６ｂと第一の通口３６ｃが連通されると
共に、導入口３４ａと第二の通口３６ｄ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
−吐出管３４−第一の導管３８−室外コイル−膨張弁−
室内コイル−第二の導管３９−吸入管３７−圧縮機の冷
房サイクル回路あるいは除霜サイクル回路となる。

次に電磁コイル４６を通電状態にすると（第３図）、プ
ランジャ４８は固定鉄心４６に吸着され当接して止まる
。この結果、パルプスライド４０の内側凹部４０ｂによ
り形成される流路にて導出口３８ｂと第二の通口３ａｄ
が連通されると共に、等入口３４ａと第一の通口３６Ｃ
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→吐出管３４−第二の導管３９→室内コ
イル−膨張弁−室外コイル→第一の導管３８−吸入管３
７−圧縮機の暖房サイクル回路となる。

以上のように本実施例によれば導出口３６ｂとこの導出
口の両側に第一、第二の通口３６ｃ、３６ｄを並設した
バルブシート３６を弁本体を形成するシリンダ３３内に
設け、前記バルブシート３６に当接シールする高摺動性
材料より成るスライドシートリング４１を開口端４０　
ａの最も内寄りに固定し内側に凹部４ｏｂ’２有するキ
ャップ型スライドバルブ４ｏをその外周面４０ｃとシリ
ンダ３３内壁に介在させた板バネ４２によりバルブシー
ト面へ附勢しながら、ソレノイド４４によりシリンダ３
３軸方向に移動することにより、導出口３６ｂと連通さ
れる通口３ｅａ、Ｓａｄを選択し、冷媒通路を切換える
構成としたことによシシステムの高低圧力差がスライド
バルブ４ｏの内外に加わってもバルブシート面３６ａと
のシール位置を四方弁としての所要流路断面積を確保で
きる最も内寄りとしているのでスライドバルブ４ｏのシ
ステム差圧力の受圧面積が最小となり、テフロンシート
リング４１のシール面４１＆に加わる荷重を小さくでき
ると共に、スライドシートリング４１に摩擦係数の低い
フッ素樹脂等の高摺動性材料を用いているだめ、スライ
ドバルブ４０（ｉ−シリンダ３３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、また板バネ４２によ
りスライドバルブ４０は常にバルブシート３６側への附
勢力を受けるため安定したシール性が得られることから
、従来の如くパイロットパルプを用いなくても高シール
性？維持しつつ■接ンレノイド４４にて弁切換を行うこ
とが可能となり、大巾な低コスト化、コンパクト化、作
動信頼性向上が図れるものである。

発明の効果 以上の様に本発明は、弁本体を形成し導入口を有するシ
リンダと、前記シリンダの内壁に固定し導出口とこの導
出口の両側に第一、第二の通口全前記シリンダの軸方向
に並設したバルブシートと、開口端部全前記バルブシー
トに当接して内外金シールする高摺動性材料より成るス
ライドシートリングを開口端の最も内寄りに固定し前記
シリンダの軸方向に移動して内側凹部全流路として前記
導出口と第一あるいは第二の通口を択一的に連通させる
キャップ形スライドバルブと、前記シリンダの内壁と、
前記スライドバルブとの間に介在して前記スライドバル
ブを前記バルブシート面へ附勢する板バネと、前記スラ
イドバルブを往復動させるソレノイドとを備えた構成と
することにより、スライドバルブのシステム差圧力の受
圧面積が最小トなり、テフロンシートリングのシート面
に加わる荷重を小さくできると共に、スライドシートリ
ングに磨擦係数の低い高摺動性材料を用いているためス
ライドバルブを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、板バネの働きにより常に安定
したシール性が得られることから、従来の如くパイロッ
トパルプを用いなくても扁シール性ｋ　ＫＬ持１一つつ
、直接ソレノイドにて弁切換を行うことが可能となり、
大幅な低コス化、コンパクト化９作動信頼性向上が図れ
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
弁の冷房及び除霜状態を示す断面図、第２図は第１図の
Ｘ−Ｘ方向断面図、第３図は第１図の暖房状態を示す断
面図、第４図は従来の冷凍サイクル用四方弁の断面図で
ある。 ３３　・・・・シリンダ、３４ａ・・・・・・導入口、
３６・・・・・・バルブシート、３６ｂ・・・・・・４
出Ｄ、３６Ｃ，３６ｄ・・・・・・第一、第二の通口、
４ｏ・・・・・・スライドバルブ、４１・・・・・・ス
ライドシートリング、４２・・・・・・板バネ、４４・
・・・・・ソレノイド。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４４
−　　ソレノイド 第２図 ３６−　ノ＜／Ｉ／フ゛シート ３６ｂ　−ＲＰ−出口 ４２−級バネ 何−ソレノイド 第３図 第４図 ４　Φ　　６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁本体を形成し導入口を有するシリンダと、前記シリン
   ダの内壁に固定し導出口とこの導出口の両側に第一、第
   二の通口を前記シリンダの軸方向に並設したバルブシー
   トと、開口端部を前記バルブシートに当接して内外をシ
   ールする高摺動性材料より成るスライドシートリングを
   開口端の最も内寄りに固定し前記シリンダの軸方向に移
   動して内側凹部を流路として前記導出口と第一あるいは
   第二の通口を択一的に連通させるキャップ形スライドバ
   ルブと、前記シリンダの内壁と前記スライドバルブとの
   間に介在して前記スライドバルブを前記バルブシート面
   へ附勢する板バネと、前記スライドバルブを往復動させ
   るソレノイドとを備えたことを特徴とする冷凍サイクル
   用四方弁。