WO2002014724A1 - Motor-operated selector valve and refrigerating cycle device for refrigerator-freezer - Google Patents

Description

明 細 書 電動式切換弁おょぴ冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置 技術分野

この発明は、 電動式切換弁おょぴ冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置に関する ものである。 背景技術

年間を通して使用される家庭用冷凍 ·冷蔵庫の多彩、 緻密な作動 ·制御を可能 にし、 家庭用冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省エネルギを両立する要求は、 近年、 高 まっている。

そのような冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置として、 日本国公開特許特開平

1 1 - 1 3 2 5 7 7号公報には、 圧縮機の吐出側に凝縮器が接続され、 その凝縮 器の下流側に三方弁の入口ポートが接続され、 その三方弁の一方の出口ポートに 冷凍室用キヤビラリチューブが、 他方の出口ポートに冷蔵室用キヤビラリチュー ブが各々接続され、 冷凍室用キヤビラリチューブおよび冷蔵室用キヤビラリチュ ープの下流側に冷凍室用蒸発器、 冷蔵室用蒸発器、 圧縮機の吸入側が接続された 冷凍サイクル装置が示されている。 '

上述の冷^ サイクル装置では、 三方弁の切換動作により、 凝縮器の下流側が冷 凍室用キヤビラリチューブと冷蔵室用キヤビラリチューブの何れか一方に選択的 に接続され、 冷凍室優先の運転モードと冷蔵室優先の運転モードとを選択設定す ることができ、 サイクル効率を高めることができる。

し力、しながら、 上述の冷凍サイクル装置では、 三方弁は、 入口ポートを一方の 出口ポートにのみ接続する切換位置と、 入口ポートを他方の出口ポートにのみ接 続する切換位置の 2位置しか有していないため、 運転モードは、 自ずと、 凝縮器 の下流側を冷凍室用キヤビラリチューブに接続した冷凍室優先の運転モードと、 凝縮器の冷蔵室用キヤピラリチューブに接続した冷蔵室優先の運転モードにしか 設定できず、 冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省エネルギを、 より高度に両立すること について、 充分ではない。 発明の開示

この発明は、 上述の如き問題点を解消するためになされたもので、 冷凍 ·冷蔵 庫の高性能化と省エネルギを、 ·よ.り高度に両立するだめに、 多様な切換状態を確 立し、 冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置等で使用される電動式切換弁、 および 冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省エネルギを、 より高度に両立する冷凍 ·冷蔵庫用の 冷凍サイクル装置を提供することを目的としている。

上述の目的を達成するために、 クレーム 1に記載の発明による電動式切換弁は 、 弁室と前記弁室に常時連通している一つの入口ポートと前記弁室の平らな底面 の互いに離れた位置に開口した複数個の出口ポートとを有する弁ハウジングと、 前記弁室内に回転変位可能に設けられ、 前記弁室の前記底面に対向する端面に、 前記弁室と前記出口ポートとの連通遮断を行うポート開閉形状部を有し、 回転変 位によって前記ポート開閉形状部が前記出力ポートに対して相対変位することに より前記弁室と前記出口ポートとの連通遮断を切り換える弁体と、 前記弁体を段 階的に回転駆動する電動式ァクチユエ一タとを有しているものである。

また、 上述の目的を達成するために、 クレーム 8に記載の発明による電動式切 換弁は、 一つの入口ポートと複数個の出口ポートとを各々貫通形成されて弁座板 をなすベースプレートと、 前記ベースプレートの一方の側に気密に接続され、 前 記ベースプレートと共働して内部に気密構造のロータ ·弁室を画定するキヤップ 形状のロータケースと、 前記ロータ ·弁室内に回転変位可能に設けられ、 前記べ ースプレートに対向する端面に、 前記入口ポートと前記出口ポートとの連通遮断 を行うポート開閉形状部を有し、 回転変位によつて前記ポート開閉形状部が前記 出力ポートに対して相対変位することにより前記入口ポートと前記出口ポートと の連通遮断を切り換える弁体と、 前記ロータ ·弁室内に回転可能に設けられ、 前 記弁体と連結されたステッピングモータの多磁極構造のマグネット付きのロータ と、 前記ロータケースの外側に固定されたステッピングモータの円筒状のステー タコイル組立部材とを有しているものである。

また、 上述の目的を達成するために、 クレーム 1 5に記載の発明による冷凍 ' 冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、 圧縮機の吐出側からの冷媒を凝縮器を経て冷凍 室用キヤビラリチューブ乃至冷凍室用蒸発器と冷蔵室用キヤビラリチューブ乃至 冷蔵室用蒸発器とに選択的に供給し、 これら冷凍室用キヤビラリチューブ乃至冷 凍室用蒸発器及び冷蔵室用キヤビラリチユープ乃至冷蔵室用蒸発器から前記圧縮 機の吸入側に環流させる冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、 前記凝縮 器と、 前記冷凍室用キヤビラリチュ一プ及ぴ前記冷蔵室用キヤビラリチューブと の間にクレーム 7あるいはクレーム 1 4に記載の電動式切換弁が介設されており 、 前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続されており、 前記第 1の出口ポー トに前記冷凍室用キヤビラリチューブの上流側が接続されており、 前記第 2の出 口ポー'トに前記冷蔵室用キヤビラリチュープの上流側が接続されているものであ る。 図面の簡単な説明

第 1図はこの発明による冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置の一実施例を示す 構成図である。

第 2図はこの発明による電動式切換弁の第 1実施例を示す断面図である。 第 3図は第 2図の電動式切換弁の分解斜視図である。

第 4図は第 2図の電動式切換弁の弁座面部分の斜視図である。

第 5図は第 2図の電動式切換弁の弁体の斜視図である。 · 第 6図 （a ) 〜 （d ) は第 2図の電動式切換弁の各切換位置状態および弁開閉 特性を示す図である。

第 7図はこの発明による電動式切換弁の第 2実施例を示す断面図である。 第 8図は第 7図の電動式切換弁のロータの断面図である。

第 9図は第 7図の電動式切換弁のロータの上面図である。

第 1 0図は第 7図の電動式切換弁のロータの底面図である。

第 1 1図 （a ) 、 ( b ) は第 7図の電動式切換弁のストッパピン部分の断面図 である。

第 1 2図 （a ) 〜 （d ) は第 7図の電動式切換弁の各切換位置状態および弁開 閉特性を示す図である。 発明を実施するための最良の形態 本発明の好適実施例による冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置の具体的構成 まず、 本発明の一実施例に係る冷凍サイクル装置の構成について、 第 1図を参 照して説明する。

第 1図に示されているように、 冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、 圧縮機 1と、 凝縮器 （放熱器） 2と、 冷凍室用キヤビラリチューブ （C . T . F ) 3と 、 冷蔵室用キヤビラリチューブ （C . T . R ) 4と、 冷凍室用蒸発器 5と、 冷蔵 室用蒸発器 6と、 電動式切換弁 （電動式三方切換弁） 7と'を有している。

圧縮機 1の吐出側には凝縮器 2が接続され、 凝縮器 2の下流側に電動式切換弁 7の入口ポート Aが接続され、 電動式切換弁 7の第 1の出口ポート Bに冷凍室用 キヤビラリチューブ 3が接続され、 電動式切換弁 7の第 2の出口ポート Cに冷蔵 室用キヤビラリチューブ 4が接続され、 冷蔵室用キヤビラリチューブ 4の下流側 に、 冷蔵室用蒸発器 6、 冷凍室用蒸発器 5、 圧縮機 1の吸入側が順に接続されて いる。 また、 冷凍室用キヤビラリチューブ 3の下流側は冷蔵室用蒸発器 6の下流 側で、 かつ、 冷凍室用蒸発器 5の上流側に接続されている。 本発明の第 1好適実施例による電動式切換弁の具体的構成

次に、 本発明の第 1実施例に係る容量可変型圧縮機用制御弁について、 第 2図 〜第 6図を参照して説明する。

電動式切換弁 7は、 弁ハウジング 1 0に横断面形状が円形の弁室 1 1を有して いる。 弁ハウジング 1 0には、 弁室 1 1の側周面に開口して弁室 1 1と常時連通 の一つの入口ポート Aと、 弁室 1 1の底面 （シート面） 1 2に開口した第 1の出 口ポート B及ぴ第 2の出口ポート Cとが形成されている。 なお、 第 1の出口ポー ト Bと第 2の出口ポート Cは、 弁室底面 1 2の中心に対して同一半径位置におい て、 互いに周方向に離れた位置に設けられている。

入口ポート Aには A継手 1 4によって凝縮器 2の出口側 （下流側） が接続され 、 第 1の出口ポート Bには B継手 1 5によって冷凍室用キヤビラリチューブ 3の 入口側が接続され、 第 2の出口ポート Cには C継手 1 6によって冷蔵室用キヤピ ラリチューブ 4の入口側が接続される。

弁室 1 1内には円形駒状の弁体 1 7が回転変位可能に設けられている。 弁室 1 1の底面 1 2に対向する弁体 1 7の端面には、 ポート開閉形状部として、 弁室 1 1に開放されている開放領域 1 8と、 開放されていない非開放領域 1 9とに区分 するリブ形状の隔壁部 2 0が突出形成されており。 弁体 1 7は隔壁部 2 0の先端 面にて弁室 1 1の底面 1 2に摺接可能に当接している。 非開放領域 1 9は周囲を 略 D形輪郭をした隔壁部 2 0により囲まれてポケット形状 （凹部） になっている 弁ハウジング 1 0には、 弁体 1 7を段階的に回転駆動する電動式ァクチユエ一 タとして、 ステッピングモータ 2 1が取り付けられている。

ステッピングモータ 2 1は、 弁ハウジング 1 0に気密にろう付け固定された下 蓋 2 2と、 下蓋 2 2上に気密に固着されたキャップ状のロータケース 2 3と、 口 ータケース 2 3内に回転可能に設けられたマグネット 2 4およびロータ 2 5と、 ロータケース 2 3の外側に廻り止め固定された円筒状のステータコイル組立体 2 6とを有している。

ロータ 2 5とマグネット 2 4とは互いに別部品として構成されており、 ロータ 2 5の外周面にはキー溝 2 7が、 円筒状のマグネット 2 4の内周面にはキー突起 部 2 8が各々形成され、 キー溝 2 7とキー突起部 2 8との圧入状態によるキー係 合によって、 ロータ 2 5とマグネット 2 4とが一体的に結合されている。 キー溝 2 7とキー突起部 2 8との圧入具合は、 キー溝 2 7とキ^ "突起部 2 8との幅寸法 設定や、 キー溝 2 7の側面に圧入突起を設けるなどして適当な具合に設定するこ とができる。

この結合構造により、 部品の低コスト化が図られ、 ロータ 2 5とマグネット 2 4との結合にがたつきがなく、 静音性が得られる。

弁体 1 7は弁ホルダ部材 2' 9に回転方向に関して位置決め連結されており、 弁 ホルダ部材 2 9は、 ロータ 2 5に回転方向に関して位置決め連結されており、 口 ータ 2 5の回転を弁ホルダ部材 2 9を介して弁体 1 7に伝える構造になっている 弁体 1 7と弁ホルダ部材 2 9とは、 弁体 1 7に形成された中心合わせ孔 3 0に 弁ホルダ部材 2 9に形成された中心合わせ突起 3 1とが嵌合することによって相 互に心合わせされ、 弁体 1 7に形成された位置合わせ凹溝 3 2と弁ホルダ部材 2 9に形成された位置合わせ突起 3 3とが嵌合することによって回転方向の位置決 めを行われている。

ロータ 2 5と弁ホルダ部材 2 9とは、 弁ホルダ部材 2 9に形成された位置合わ せ扁平部 3 4とロータ 2 5に形成された位置合わせ係合部 3 5とが嵌合すること によって回転方向の位置決めを行っている。 ロータ 2 5と弁ホルダ部材 2 9とは 、 回転方向には上述の位置決め嵌合構造によって相対変位できないが、 軸線方向 には相対変位可能になっている。 換言すれば、 弁ホルダ部枋 2 9がロータ 2 5に 対して上下移動可能になっており、 弁ホルダ部材 2 9の抜止め防止部 3 6がロー タ 2 5の係合孔 3 7に嵌合することによって抜止めされている。

ロータ 2 5と弁ホルダ部材 2 9の段差部間にはばね 3 8が設けられている。 ば ね 3 8は予荷重を与えられ、 弁ホルダ部材 2 9を介して弁体 1 7を弁室底面 1 2 に向けて付勢している。

このばね付勢構造により、 弁体 1 7を弁室底面 1 2に押し付ける予荷重が与え られ、 これと同時に弁ホルダ部材 2 9に対する弁体 1 7の首振りによって弁体 1 7が弁室底面 1 2に平行に当接するようになる。 また、 ばね 3 8は、 振動絶縁部 材としても機能し、 モータ側の振動が弁体 1 7に伝達されなくなる。

ロータ 2 5の弁ホルダ部材 2 9の側 （第 2図に符合 2 5 Aで示されている下端 部分） は弁ハウジング 1 0のロータ支持部 3 9に嵌合して弁ハウジング 1 0より 回転可能に支持されいる。 ロータ 2 5の上端側には中心軸体 4 0が設けられてお り、 中心軸体 4 0の先端がロータケース 2 3の天井面部に形成された凹部 4 1に 嵌合してロータケース 2 3より回転可能に支持されている。

このロータ支持構造により、 ロータ 2 5は上部 aと下部 bをロータケース 2 3 と弁ハウジング 1 0より同心支持され、 がたつきやこじれを生じることがない。 なお、 ロータケース 2 3の凹部 4 1はプレス加工に形成することができ、 ロータ 軸受部の低コスト化が図られる。

下蓋 2 2の上面にはストツパ片部 4 2が起立形成されており、 ストツパ片部 4 2が緩衝ゴム 4 3により被覆されている。 また、 マグネット 2 4の下縁部にはス トツパ用突出部 4 4が形成されており、 ストッパ用突出部 4 4が緩衝ゴム 4 3に 当接することにより、 ロータ 2 5とマグネット 2 4との連結体の回転移動が規制 され、 ステッピングモータ 2 1の基点出し （零点設定） のために、 ロータ 2 5と マグネット 2 4との連結体の回転方向の初期位置が設定される。 この初期位置は 、 0パルスで得られる後述する第 1の切換位置である。

上述の当接式のストツパでは、 ストツパ片部 4 2に緩衝ゴム 4 3が設けられて いるから、 ストッパ動作時に金属衝突音が発生することがなく、 静音化が図られ る。

弁体 1 7は、 ステッピングモータ 2 1による段階的な回転駆動により、 第 1の 出口ポート Bと第 2の出口ポート Cの双方が開放領域 1 8に対応する第 1の切換 位置 （第 6図 （a ) 参照） と、 第 1の出口ポート Bのみが開放領域 1 8に対応し 、 第 2の出口ポート Cが非開放領域 1 9に対応する第 2の切換位置 （第 6図 （b ) 参照） と、 .第 1の出口ポート Bと第 2の出口ポート Cの双方が非開放領域 1 9 に対応する第 3の切換位置 （第 6図 （c ) 参照） .と、 第 2の出口ポート Cが開放 領域 1 8のみに対応し、 第 1の出口ポート Bが非開放領域 1 9に対応する第 4の 切換位置 （第 6図 （d ) 参照） との間に切換動作し、 4位置が得られる。

上述した切換動作において、 非開放領域 1 9は周囲をリプ形状の隔壁部 2 0に より囲まれたポケット形状になっているから、 ポケット形状部分は差圧の受圧面 とて作用し、 弁体 1 7を弁室底面 1 2に押し付ける荷重になり、 リブ形状の隔壁 部 2 0が適当な面圧をもってを弁室底面 1 2に押し付けられ、 適当な弁締切性が 得られ、 弁漏れを生じることがない。

つぎに、 上述の構成による第 1実施例の電動式切換弁 7を含む、 第 1図に示す 冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置の動作について説明する。 電動式切換弁 7の 弁体 1 7が電動式ァクチユエータであるステツピングモータ 2 1によって段階的 に回転駆動されることにより、 上述の第 1の切換位置〜第 4の切換位置の 4位置 が得られ、 第 6図 （a ) に示されている第 1の切換位置では、 入口ポート Aが弁 室 1 1を介して第 1の出口ポート Bと第 2の出口ポート Cの双方に連通接続され 、 第 6図 （b ) に示されている第 2の切換位置では、 入口ポート Aが弁室 1 1を 介して第 1の出口ポート Bだけに連通接続され、 第 6図 （c ) に示されている第 3の切換位置では、 入口ポート Aが第 1の出口ポート Bと第 2.の出口ポートじの 何れにも連通接続されず、 第 6図 （d ) に示されている第 4の切換位置では、 入 口ポート Aが弁室 1 1を介して第 2の出口ポート Cだけに連通接続される。

従って、 第 1の切換位置では、 凝縮器 2の下流側に冷凍室用キヤビラリチュー プ 3と冷蔵室用キヤビラリチューブ 4の双方が連通接続される第 1の運転モード 、 第 2の切換位置では凝縮器 2の下流側に冷凍室用キヤビラリチューブ 3だけ が連通接続される第 2の運転モードが、 第 3の切換位置では凝縮器 2の下流側に 冷凍室用キヤビラリチューブ 3と冷蔵室用キヤビラリチューブ 4の何れもが連通 接続されない全閉状態による第 3の運転モードが、 第 4の切換位置では凝縮器 2 の下流側に冷蔵室用キヤビラリチューブ 4だけが連通接続される第 4の運転モ一 ドが得られる。

第 1の運転モードは、 冷凍室 ·冷蔵室全冷却運転であり、 起動時等において、 冷凍室用蒸発器 5と冷蔵室用蒸発器 6の蒸発負荷量に対してフル運転での冷却効 果を確保する。

第 2の運転モードは、 冷凍室運転、 冷蔵室停止の冷凍室優先冷却運転を行う。 第 3の運転モードは、 全閉状態で、 運転停止時に高温、 高圧の冷媒が冷凍室用 蒸発器 5、 冷蔵室用蒸発器 6に流入することを防止し、 運転停止時間の延長を図 る。 .

第 4の運転モードは、 冷蔵室運転、 冷凍室停止の冷蔵室優先冷却運転を行う。 上述のような多彩、 緻密な作動 ·制御により、 冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省ェ ネルギが、 より高度に両立する。 本発明の第 2好適実施例による電動式切換弁の具体的構成

次に、 本発明の第 2実施例に係る容量可変型圧縮機用制御弁について、 第 7図 〜第 1 2図を参照して説明する。 なお、 第 7図〜第 1 2図において、 '第 2図〜第 6図に対応する部分は、 第 2図〜第 6図に付した符号と同一の符号を付けて、 そ の説明を省略する。

電動式切換弁 7は、 円盤状のベースプレート 5 0を有している。 ベースプレー ト 5 0は、 ステンレス鋼等の金属材により構成され、 中央部に形成された弁座台 部 5 1に第 1の出口ポート B (第 7図中図示せず、 第 1 2図参照） と第 2の出口 ポート Cとを貫通形成されている。 また、 ベースプレート 5 0の弁座台部 5 1の 外側には入口ポート Aが貫通形成されている。 なお、 第 1の出口ポート Bと第 2 の出口ポート Cは、 弁座台部 5 1の中心に対して同一半径位置において、 互いに 周方向に離れた位置に設けられている。

この第 2実施例でも、 入口ポート Aには A継手 1 4によって凝縮器 2の出口側

(下流側） が接続され、 第 1の出口ポート Bには B継手 1 5によって冷凍室用キ ャビラリチューブ 3の入口側が接続され、 第 2の出口ポート Cには C継手 1 6に よって冷蔵室用キヤピラリチューブ 4の入口側が接続される。

ベースプレート 5 0の上面にはキャップ形状の金属製のロータケース 5 2が、 その下端全周をもって溶接、 ろう付け等により気密に接続されている。 ロータケ ース 5 2はベースプレート 5 0と共働して内部に気密構造のロータ ·弁室 5 3を 画定している。 入口ポート Aは、 配置位置からして、 ロータ ·弁室 5 3に常時連 '通している。

ロータ ·弁室 5 3内には円形駒状の弁体 5 4が回転変位可能に設けられている 。 弁体 5 4は、 上述の第 1実施例における弁体 1 7と略同等のものであり、 弁座 台部 5 1に対向する弁体 5 4の端面には、 ポート開閉形状部として、 ロータ ·弁 室 5 3に連通している開放領域 5 5と、 連通していない非開放領域 5 6とに区分 するリブ形状の隔壁部 5 7が突出形成されている。 弁体 5 4は隔壁部 5 7の先端 面にて弁座台部 5 1に摺接可能に当接している。 非開放領域 5 6は周囲を略 D形 輪郭をした隔壁部 5 7により囲まれてポケット形状 （回部） になっている。

ロータケース 5 2内には、 弁体 5 4を段階的に回転駆動するステッピングモー タ 6 1のロータ 6 2が回転可能に設けられ、 ロータケース 5 2の外側にはステツ ビングモータ 6 1の円筒状のステータコイル組立部材 6 5が廻り止め固定されて いる。 ロータ 6 2の外周部には多磁極構造のマグネット 6 3が固定されている。 ロータ 6 2は、 樹脂成型品であり、 マグネット 6 3をインサート成形されている 。 なお、 マグネット 6 3をプラスチックスマグネットとしてロータ 6 2と一体成 形することもできる。 また、 ロータ 6 2は、 中空形状をなし、 外側の円筒部 6 2 aと、 中空内の中央ハプ部 6 2 bと、 円筒部 6 2 aと中央ハプ部 6 2 bとを接続 するスポーク部 6 2 cとを有している。

ロータ 6 2の端部には張り出し部 6 4が形成され、 弁体' 5 4には溝部 5 8が形 成され、 張り出し部 6 4と溝部 5 8とが係合している。 この係合によってロータ 6 2と弁体 5 4とが直接連結され、 回転方向に関して相互に位置決めされ、 ロー タ 6 2のマグネット 6 3の磁極に対する弁体 5 4の回転角度が設定される。 ベースプレート 5 0にはストッパピン 5 9が固定装着されている。 ロータの張 り出し部 6 4はロータ回転によってストッパピン 5 9に当接し、 この当接により 、 ロータ 6 3の回転移動が規制される。 これにより、 ロータ 6 3の回転方向の初 期位置が設定され、 ステッピングモータ 6 1の基点出し （零点設定） が行われる ストッパピン 5 9には、 第 1 1図 （a ) に示されているように、 緩衝用の樹脂

5 9 aがコーティング、 あるいはゴム等の緩衝材 5 9 bが被覆装着されている。 これにより、 ストッパ動作時に金属衝突音が発生することがなく、 静音化が図ら れる。

ロータ 6 2の中心部にあるハプ部 6 2 bには中心孔 6 2 dが貫通形成されてお り、 中心孔 6 2 dに支持軸 6 6が貫通状態で嵌合している。 支持軸 6 6は、 適正 間隙 6 7を与えられた状態で弁体 5 4を貫通し、 その貫通側の端部 （下端） 6 6 aは、 ベースプレート 5 0に形成された軸受け孔 6 7に回転可能に係合し、 ベー スプレー'ト 5 0より軸受けされている。 支持軸 6 6の他端 （上端） 6 6 bには摺 動材製の軸受け部材 6 8が係合しており、 軸受け部材 6 8はロータケース 5 2の 頂部に形成された軸受け凹部 6 9に回転可能に係合している。 これにより支持軸

6 6の他端 6 6 bはロータケース 5 2より軸受けされる。

ロータ 6 2と弁体 5 4との間には圧縮コイルばね 7 0が取り付けられている。 圧縮コイルばね 7 0は弁体 5 4をベースプレート 5 0の弁座台部 5 1に押し付け ている。 支持軸 6 6が、 適正間隙を与えられた状態で弁体 5 4を貫通しているこ とと、 圧縮コイルばね 7 0のばね力によって弁体 5 4がベースプレート 5 0の弁 座台部 5 1に対して押し付けられていることにより、 支持軸 6 6の弁体 5 4に対 する垂直精度が出ていなくても、 弁座台部 5 1に対する弁体 5 4の密着性が確保 され、 適当な弁締切性が得られる。

弁体 5 4は、 ステッピングモータ 6 1による段階的な回転駆動により、 第 1の 出口ポート Bと第 2の出口ポート Cの双方が開放領域 5 5に対応する第 1の切換 位置 （第 1 2図 （a ) 参照） と、 第 1の出口ポート B .のみが開放領域 5 5に対応 し、 第 2の出口ポート Cが非開放領域 5 6に対応する第 2の切換位置 （第 1 2図 ( b ) 参照） と、 第 1の出口ポート Bと第 2の出口ポート Cの双方が非開放領域 5 6に対応する第 3の切換位置 （第 1 2図 （c ) 参照） と、 第 2の出口ポート C が開放領域 5 5のみに対応し、 第 1の出口ポート Bが非開放領域 5 6に対応する 第 4の切換位置 （第 1 2図 （d ) 参照） との間に切換動作し、 4位置が得られる 。 この切換動作は、 上述した第 1実施例のものと同じである。

上述した切換動作において、 非開放領域は周囲をリブ形状の隔壁部 5 7により 囲まれたポケット形状になっているから、 ポケット形状部分は差圧の受圧面とし て作用し、 弁体 5 4をベースプレート 5 0の弁座台部 5 1に押し付ける荷重にな り、 リブ形状の隔壁部 5 7が適当な面圧をもってをベースプレート 5 0の弁座台 部 5 1に押し付けられ、 適当な弁締切性が得られ、 弁漏れを生じることがない。 つぎに、 上述した第 2実施例の電動式切換弁 7を含む冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サ イタル装置の動作について説明する。 電動式切換弁 7の弁体 5 4がステッピング モ タ 6 1によって段階的に回転駆動されることにより、 上述の第 1の切換位置 〜第 4の切換位置の 4位置が得られ、 第 1 2図 （a ) に示されている第 1の切換 位置では、 入口ポート Aがロータ ·弁室 5 3を介して第 1の出口ポート Bと第 2 の出口ポート Cの双方に連通接続され、 第 1 2図 （b ) に示されている第 2の切 換位置では、 入口ポート Aがロータ ·弁室 5 3を介して第 1の出口ポート Bだけ に連通接続され、 第 1 -2図 （c ) に示されている第 3の切換位置では、 入口ポー ト Aが第 1の出口ポート Bと第 2.の出口ポート Cの何れにも連通接続されず、 第 1 2図 （d ) に示されている第 4の切換位置では、 入口ポート Aがロータ '弁室 5 3を介して第 2の出口ポート Cだけに連通接続される。

従って、 この場合も、 第 1の切換位置では、 凝縮器 2の下流側に冷凍室用キヤ ビラリチューブ 3と冷蔵室用キヤビラリチューブ 4の双方が連通接続される第 1 の運転モードが、 第 2の切換位置では凝縮器 2の下流側に冷凍室用キヤビラリチ ユープ 3だけが連通接続される第 2の運転モードが、 第 3の切換位置では凝縮器 2の下流側に冷凍室用キヤビラリチューブ 3と冷蔵室用キヤビラリチューブ 4の 何れもが連通接続されない全閉状態による第 3の運転モードが、 第 4の切換位置 では凝縮器 2の下流側に冷蔵室用キヤビラリチューブ 4だけが連通接続される第 4の運転モードが得られる。

なお、 この発明による冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置の冷媒回路構成は第 1図に示されているようなものに限定されることはなく、 冷凍室用キヤピラリチ ユープ 3と冷凍室用蒸発器 5との直列回路と、 冷蔵室用キヤビラリチューブ 4と 冷蔵室用蒸発器 6との直列回路とが互いに並列に設けられたものであってもよく 、 これらの直列回路と凝縮器 2との接続を電動式切換弁 7により切り換えること もできる。 産業上の利用可能性

以上に説明した各実施例からも明らかなように、 本発明の電動式切換弁によれ ば、 弁体が電動式ァクチユエータによって段階的に回転駆動されることにより、 弁体の端面に形成されているポート開閉形状部が弁室の平らな底面に開口してい る複数個の出力ポ一トに対して相対変位し、 弁室に常時連通している入口ポート と複数個の出口ポートとの連通遮断が切り換えられるから、 構造簡単にして多く の切換位置を得ることができる。

. また、 弁体のポート開閉形状部が、 弁室と連通している開放領域と連通してい ない.非開放領域とに区分するリプ形状の隔壁部を有しており、 非開放領域は周囲 を前記リブ形状の隔壁部により囲まれたポケット形状になっているから、 ポケッ ト形状部分は差圧の受^面として作用し、 弁体を弁室底面 （シート面） に押し付 ける荷重になり、 リブ形状の隔壁部が適当な面圧をもってを弁室底面 （シート面 ) に押し付けられ、 適当な弁締切性が得られ、 良好な耐弁漏れ性が得られる。 また、 ばねによって弁体が弁室底面 （シート面)' に向けて付勢され、 適当な弁 締切性が得られ、 良好な耐弁漏れ性が得られる。

また、 電動式ァクチユエータがステッピングモータにより構成され、 ステツピ ングモータのロータは両端部を弁ハウジングとロータケースとにより同心に両持 ち支持されるから、 がたつきやこじれを生じることがなく、 弁動作における静音 性が改善される。

また、 ロータとマグネットとが互いに別部品として構成されて圧入状態による キー係合によってがたつきを含むことなく一体的に結合されているから、 部品の 低コスト化が図られ、 同時に静音性が改善される。

また、 当接式のストッパによってロータとマグネットとの連結体の回転方向の 初期位置が設定され、 ステッピングモータの碁点出し （零点設定） が確実に行わ れる。 '

また、 弁体が電動式ァクチユエータによつて段階的に回転駆動されることによ り、 弁体の端面に形成されているポート開閉形状部が弁室の平らな底面に開口し ている第 1の出口ポートおょぴ第 2の出口ポートに対して相対変位し、 第 1の切 換位置〜第 4の切換位置の 4位置が得られ、 第 1の切換位置でほ入口ポートが第 1の出口ポートと第 2の出口ポートの双方に連通接続され、 第 2の切換位置では 入口ポートが第 1の出口ポートだけに連通接続され、 第 3の切換位置では入口ポ 一トが第 1の出口ポートと第 2の出口ポートの何れにも連通接続されず、 第 4の 切換位置では入口ポートが第 2の出口ポートだけに連通接続される状態が得られ 、 冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置での使用で、 多彩、 緻密な作動 ·制御を行 え、 冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省エネルギの両立を、 より高度に行うことが可能 になる。

また、 弁体がステッピングモータによって段階的に回転駆動されることにより 、 弁体の端面に形成されているポート開閉形状部がベースプレートに貫通形成さ れている複数個の出力ポートに対して相対変位し、 入口ポートと複数個の出口ポ 一トとの連通遮断が切り換えられるから、 構造簡単にして多くの切換位置を得る ことができる。 また、 ベースプレートは金属板により更正することができ、 複雑 な切削加工品による弁ハウジングを必要とせず、 電動式切換弁の小型軽量化、 コ ストダウンを図ることができる。 '

また、 ロータに形成された張り出し部と弁体に形成された溝部との係合によつ てロータと弁体とが連結されて回転方向に関して相互に位置決めされ、 ロータの マグネット磁極に対する弁体の回転角度が設定され、 ロータのマグネット磁極に 対する弁体の回転角度が正確に設定される。

また、 ロータの張り出し部とベースプレートに設けられたストッパとの当接に より、 ロータの回転移動が規制され、 ロータの回転方向の初期位置が設定され、 ステッピングモータの基点出し （零点設定） が確実に行われる。

また、 弁体のポート開閉形状部が、 ロータ ·弁室に開放されている開放領域と 、 開放されていない非開放領域とに区分するリブ形状の隔壁部を有しており、 非 開放領域は周囲を前記リプ形状の隔壁部により囲まれたポケット形状になってい るから、 ポケット形状部分は差圧の受圧面として作用し、 弁体をベースプレート に押し付ける荷重になり、 リプ形状の隔壁部が適当な面圧をもつてをベースプレ ートに押し付けられ、 適当な弁締切性が得られる。

また、 ロータの支持軸の両端が軸受けされ、 支持軸は適正間隙を与えられた状 態で弁体を貫通し、 ばねによつて弁体がベースプレートに押し付けられているか ら、 支持軸の弁体に対する垂直精度に拘わらずベースプレートに対する弁体の密 着性が確保され、 適当な弁締切性が得られる。

また、 ストツパに緩衝用の樹脂がコーティングあるいは緩衝材が被覆装着され ていることにより、 ストッパ動作時に金属衝突音が発生することがなく、 静音性 が保たれる。

また、 弁体がステッピングモータによつて段階的に回転駆動されることにより 、 弁体の端面に形成されているポート開閉形状部がベースプレートに開口してい る第 1の出口ポートおよび第 2の出口ポートに対して相対変位し、 第 1の切換位 置〜第 4の切換位置の 4位置が得られ、 第 1の切換位置では入口ポートが第 1の 出口ポートと第 2の出口ポートの双方に連通接続され、 第 2の切換位置では入口 ポートが第 1の出口ポートだけに連通接続され、 第 3の切換位置では入口ポート が第 1の出口ポートと第 2の出口ポートの何れにも連通接続されず、 第 4の切換 位置では入口ポートが第 2の出口ポートだけに連通接続される状態が得られ、 冷 凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置での使用で、 多彩、 緻密な作動 ·制御を行え、 冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省エネルギの両立を、 より高度に行うことが可能にな る。

また、 本発明の冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置によれば、 電動式切換弁の 弁体が電動式ァクチユエータによって段階的に回転駆動されることにより、 第 1 の切換位置〜第 4の切換位置による 4個の運転モードが得られ、 第 1の切換位置 では凝縮器の下流側に冷凍室用キヤビラリチューブと冷蔵室用キヤビラリチュー プの双方が連通接続される第 1の運転モードが、 第 2の切換位置では凝縮器の下 流側に冷凍室用キヤビラリチューブだけが連通接続される第 2の運転モードが、 第 3の切換位置では凝縮器の下流側に冷凍室用キヤビラリチューブと冷蔵室用キ ャビラリチューブの何れもが連通接続されない全閉状態による第 3の運転モード が、 第 4の切換位置では凝縮器の下流側に冷蔵室用キヤビラリチューブだけが連 通接続される第 4の運転モードが得られるから、 多彩、 緻密な作動 ·制御が行わ れ、 冷凍 ·冷蔵庫の高性能化と省エネルギが、 より高度に両立する。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 弁室と前記弁室に常時連通している一つの入口ポートと前記弁室の平らな底 面の互いに離れた位置に開口した複数個の出口ポートとを有する弁ハウジングと 前記弁室内に回転変位可能に設けられ、 前記弁室の前記底面に対向する端面に 、 前記弁室と前記出口ポートとの連通遮断を行うポート開閉形状部を有し、 回転 変位によって前記ポート開閉形状部が前記出力ポートに対して相対変位すること により前記弁室と前記出口ポートとの連通遮断を切り換える弁体と、

前記弁体を段階的に回転駆動する電動式ァ.クチユエータと、

を有していることを特徴とする電動式切換弁。

2 . クレーム 1に記載の電動式切換弁であって、 前記弁体のポート開閉形状部は 、 前記弁室に開放されている開放領域と、 開放されていない非開放領域とに区分 するリブ形状の隔壁部を有しており、 非開放領域は周囲を前記リプ形状の隔壁部 により囲まれたポケット形状になっていることを特徴とする電動式切換弁。

3 . クレーム 1または 2に記載の電動式切換弁であって、 前記弁体を前記弁室の 前記底面に向けて付勢するばねが設けられていることを特徴とする電動式切換弁

4 . クレーム 1乃至 3のいずれか 1項に記載の電動式切換弁であって、 前記電動 式ァクチユエータはステッピングモータにより構成され、 前記弁ハウジングにキ ャップ形状のロータケースが固定され、 前記ロータケースの外側に前記ステッピ ングモータのステータコイル組立体が固定され、 前記ロータケースの内側に前記 ステッピングモータのロータおょぴロータと一体のマグネットが回転可能に設け られ、 前記ロータと前記弁体とが弁ホルダ部材によって連結され、 前記ロータの 前記弁ホルダ部材の側は前記弁ハゥジングのロータ支持部に嵌合して前記弁ハゥ り回転可能に支持され、 その反対側は前記ロータケースに形成された凹 部に嵌合して前記ロータケースより回転可能に支持されていることを特徴とする 電動式切換弁。

5 . クレーム 4に記載の電動式切換弁であって、 前記ロータと前記マグネットと は互いに別部品として構成されて圧入状態によるキー係合によって一体的に結合 されていることを特徴とする電動式切換弁。

6 . クレーム 4または 5に記載の電動式切換弁であって、 前記ロータと前記マグ ネットとの連結体の回転移動を規制して前記ロータと前記マグネットとの連結体 の回転方向の初期位置を設定する当接式のストツパが設けられていることを特徴 とする電動式切換弁。

7 . クレーム 1乃至 6のいずれか 1項に記載の電動式切換弁であって、 前記出口 ポートは互いに離れた位置に開口した第 1の出口ポートと第 2の出口ポートの 2 個設けられ、 '

前記弁体は、 前記電動式ァクチユエータによる段階的な回転駆動により前記ポ 一ト開閉形状部が前記第 1の出力ポートおよぴ第 2の出力ポートに対して相対変 位することによって、 前記第 1の出口ポートと前記第 2の出口ポートの双方が前 記弁室に連通する第 1の切換位置と、 前記第 2の出口ポートと前記弁室とめ連通 が遮断されて前記第 1の出口ポートのみが前記弁室に連通する第 2の切換位置と 、 前記第 1の出口ポートと前記第 2の出口ポートの双方が前記弁室との連通を遮 断される第 3の切換位置と、 前記第 1の出口ポートと前記弁室との連通が遮断さ れて前記第 2の出口ポートのみが前記弁室に連通する第 4の切換位置との間に切 換動作することを特徴とする電動式切換弁。

8 . 一つの入口ポートと複数個の出口ポートとを各々貫通形成されて弁座板をな すべ一スプレートと、

前記ベースプレートの一方の側に気密に接続され、 前記ベースプレートと共働 して内部に気密構造のロータ ·弁室を画定するキヤップ形状のロータケースと、 前記ロータ ·弁室内に回転変位可能に設けられ、 前記べーズプレートに対向す る端面に、 前記入口ポートと前記出口ポートとの連通遮断を行うポート開閉形状 部を有し、 回転変位によって前記ポート開閉形状部が前記出力ポートに対して相 対変位することにより前記入口ポートと前記出口ポートとの連通遮断を切り換え る弁体と、

前記ロータ ·弁室内に回転可能に設けられ、 前記弁体と連結されたステツピン グモータの多磁極構造のマグネット付きのロータと、

前記ロータケースの外側に固定されたステッピングモータの円筒状のステータ コイル組立部材と、

を有していることを特徴とする電動式切換弁。

9 . クレーム 8に記載の電動式切換弁であって、 前記ロータと前記弁体は、 前記 ロータに形成された張り出し部と前記弁体に形成された溝部との係合によって連 結されて回転方向に関して相互に位置決めされていることを特徴する電動式切換 弁。

1 0 . クレーム 9に記載の電動式切換弁であって、 前記ベースプレートに当接式 のストツパが設けられ、 前記ロータの張り出し部と前記ストツパとの当接により 、 前記ロータの回転移動を規制して前記ロータの回転方向の初期位置を設定され ることを特徴とする電動式切換弁。

1 1 . クレーム 8乃至 1 0のいずれか 1項に記載の電動式切換弁であって、 前記 弁体のポート開閉形状部は、 前記ロータ *弁室に開放されている開放領域と、 開 放されていない非開放領域とに区分するリブ形状の隔壁部を有しており、 非開放 領域は周囲を前記リプ形状の隔壁部により囲まれたポケット形状になっているこ とを特徴とする電動式切換弁。 '

1 2 . クレーム 8乃至 1 1のいずれか 1項に記載の電動式切換弁であって、 前記 ロータの中心部を貫通して支持軸が設けられ、 前記支持軸は適正間隙を与えられ た状態で前記弁体を貫通し、 その貫通側の端部を前記ベースプレートより回転可 能に軸受けされ、 他端を前記ロータケースより回転可能に軸受けされ、 前記ロー タと前記弁体との間に前記弁体を前記ベースプレートに押し付けるばねが設けら れていることを特徴とする電動式切換弁。

1 3 . クレーム 7または 1 0記載の電動式切換弁であって、 前記ストツパに緩衝 用の樹脂がコーティングあるいは緩衝材が被覆装着されていることを特徴とする 電動式切換弁。

1 4 . クレーム 8乃至 1 2のいずれか 1項に記載の電動式切換弁であって、 前記 出口ポートは互いに離れた位置に開口した第 1の出口ポートと第 2の出口ポート の 2個設けられ、'

' 前記弁体は、 前記ステッピングモータによる段階的な回転駆動により前記ポー ト開閉形状部が前記第 1の出力ポートおよぴ第 2の出力ポート.に対して相対変位 することによって、'前記第 1の出口ポートと前記第 2の出口ポートの双方が前記 ロータ '弁室に連通する第 1の切換位置と、 前記第 2'の出口ポートと前記ロータ •弁室との連通が遮断されて前記第 1の出口ポートのみが前記ロータ ·弁室に連 通する第 2の切換位置と、 前記第 1の出口ポートと前記第 2の出口ポートの双方 が前記弁室との連通を遮断される第 3の切換位置と、 前記第 1の出口ポートと前 記ロータ ·弁室との連通が遮断されて前記第 2の出口ポートのみが前記ロータ · 弁室に連通する第 4の切換位置との間に切換動作することを特徴とする電動式切 換弁。

1 5 . 圧縮機の吐出側からの冷媒を凝縮器を経て冷凍室用キヤビラリチューブ乃 至冷凍室用蒸発器と冷蔵室用キヤビラリチューブ乃至冷蔵室用蒸発器とに選択的 に供給し、 これら冷凍室用キヤビラリチューブ乃至冷凍室用蒸発器及ぴ冷蔵室用 キヤビラリチユーブ乃至冷蔵室用蒸発器から前記圧縮機の吸入側に環流させる冷 凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、

前記凝縮器と、 前記冷凍室用キヤビラリチュープ及ぴ前記冷蔵室用キヤビラリ チューブとの間にクレーム 7あるいはクレーム 1 4記載の電動式切換弁が介設さ れており、

前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続されており、

前記第 1の出口ポートに前記冷凍室用キヤビラリチューブの上流側が接続され ており、

前記第 2の出口ポートに前記冷蔵室用キヤビラリチューブの上流側が接続され ていることを特徴とする冷凍 ·冷蔵庫用の冷凍サイクル装置。