(57)【要約】      （修正有）【課題】高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量を効果的に低減し得、もって、熱損失の低減を低コストで達成できるようにされた四方弁を提供する。【解決手段】高圧冷媒の導出と低圧冷媒の導入に供される第１入出口１１及び第２入出口１２と、高圧の冷媒を導入するための高圧冷媒導入口２３と電磁弁５０が設けられ、前記電磁弁の開閉に応じて前記高圧冷媒導入口からの高圧冷媒を前記第１入出口及び第２入出口のどちらかに導く主切換弁２０が設けられた主弁本体部１４と、低圧の冷媒を導出するための低圧冷媒導出口が設けられ、前記主切換弁の動作状態に応じて前記低圧冷媒導出口と前記第１入出口及び第２入出口のどちらかとを連通させる従切換弁１２０が設けられた従弁本体部１５とを備える。【選択図】  図１
2006284076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷凍サイクル等に用いられる四方弁であって、高圧冷媒の導出と低圧冷媒の導入に供される第１入出口及び第２入出口と、高圧の冷媒を導入するための高圧冷媒導入口と電磁弁が設けられ、前記電磁弁の開閉に応じて前記高圧冷媒導入口からの高圧冷媒を前記第１入出口及び第２入出口のどちらかに導く主切換弁が設けられた主弁本体部と、低圧の冷媒を導出するための低圧冷媒導出口が設けられ、前記主切換弁の動作状態に応じて前記低圧冷媒導出口と前記第１入出口及び第２入出口のどちらかとを連通させる従切換弁が設けられた従弁本体部と、を備え、高圧冷媒を前記主切換弁から前記従切換弁へ導く第１通路及び第２通路の中間部分に、それぞれ前記第１入出口及び第２入出口が設けられ、前記第１通路及び第２通路のうちの、前記主切換弁と前記第１入出口及び第２入出口を形成する第１入出口形成部及び第２入出口形成部との間の部分、並びに、前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部と前記従切換弁との間の部分の、一部ないし全部がパイプもしくは管筒状部で構成され、前記主弁本体部と、前記従弁本体部と、前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部とが前記パイプもしくは管筒状部を介して離隔されていることを特徴とする四方弁。
【請求項２】
前記第１入出口形成部と前記第２入出口形成部とが別体とされていることを特徴とする請求項１に記載の四方弁。
【請求項３】
前記主弁本体部と前記従弁本体部とが別体とされ、それらは前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部を挟んで前記パイプもしくは管筒状部で連結されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の四方弁。
【請求項４】
前記従弁本体部に導かれた高圧冷媒は、そこで静止して滞留するようにされ、かつ、前記主弁本体部に導かれた低圧冷媒は、そこで静止して滞留するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の切換弁。
【請求項５】
前記主切換弁は、高圧冷媒導入口と、該高圧冷媒導入口からの冷媒が第１主弁又は第２主弁を介して選択的に導かれる第１出口及び第２出口と、を有し、前記高圧冷媒導入口と前記第１出口との間に前記第１主弁が設けられるとともに、前記高圧冷媒導入口と前記第２出口との間に前記第２主弁が設けられ、前記第１主弁に作用する背圧と前記第１出口側の圧力との差圧を小さくするための電磁弁が設けられるとともに、前記差圧が小さくされたとき、前記第１主弁が開となるとともに前記第２主弁が閉、あるいは、前記第１主弁が閉となるとともに前記第２主弁が開、となるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の四方弁。
【請求項６】
前記第１主弁は、弁体部を有する第１スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第１出口との間を遮断連通すべく前記弁体部が接離する弁座が設けられた第１弁室と、前記第１スライド弁体における前記第１弁室とは反対側に設けられた第１背圧室と、前記弁体部が閉もしくは開となる方向に前記スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記第２主弁は、主弁体部及び副弁体部を有する第２スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第２出口との間を遮断連通すべく前記主弁体部が接離する主弁座が設けられた第２弁室と、前記副弁体部が接離する副弁座が設けられた第２背圧室と、前記主弁体部が閉、前記副弁体部が開となる方向に前記第２スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記第１主弁における前記第１背圧室と前記弁座より下流部分とを連通するパイロット通路が設けられるとともに、該パイロット通路を前記電磁弁で開閉するようにされ、かつ、前記弁座より下流部分の圧力を前記第２スライド弁体の副弁体部に作用させるようにされていることを特徴とする請求項５に記載の切換弁。
【請求項７】
前記第１主弁は、弁体部を有する第１スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第１出口との間を遮断連通すべく前記弁体部が接離する弁座が設けられた第１弁室と、前記第１スライド弁体における前記第１弁室とは反対側に設けられた第１背圧室と、前記弁体部が閉となる方向に前記スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記第２主弁は、主弁体部及び副弁体部を有する第２スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第２出口との間を遮断連通すべく前記主弁体部が接離する主弁座が設けられた第２弁室と、前記副弁体部が接離する副弁座が設けられた第２背圧室と、前記主弁体部が閉、前記副弁体部が開となる方向に前記第２スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、
前記第１スライド弁体に、前記第１背圧室と前記弁座より下流部分とを連通するパイロット通路が設けられるとともに、該パイロット通路を前記電磁弁で開閉するようにされ、かつ、前記弁座より下流部分の圧力を前記第２スライド弁体の副弁体部に作用させるようにされていることを特徴とする請求項５に記載の切換弁。
【請求項８】
前記第１主弁、前記第２主弁、及び前記電磁弁が同一軸線上に配設されていることを特徴とする請求項７に記載の切換弁。
【請求項９】
前記従切換弁は、冷媒が導入される第１入口及び第２入口と、該第１入口及び第２入口からの低圧冷媒を選択的に導出する低圧冷媒導出口と、前記第１入口と前記低圧冷媒導出口との間に設けられた第１チェック弁と、前記第２入口と前記低圧冷媒導出口との間に設けられた第２チェック弁と、を備え、前記第１チェック弁及び第２チェック弁は、前記第１入口の冷媒圧力が前記第２入口の冷媒圧力より高いときには、前記第２入口と前記低圧冷媒導出口とを連通させるとともに、前記第１入口と前記低圧冷媒導出口との間を遮断し、前記第１入口の冷媒圧力が前記第２入口の冷媒圧力より低いときには、前記第１入口と前記低圧冷媒導出口とを連通させるとともに、前記第２入口と前記低圧冷媒導出口との間を遮断するようにされていることを特徴とする請求項１に記載の四方弁。
【請求項１０】
前記第１チェック弁は、前記第１入口に連通する第１弁穴と、該第１弁穴に摺動自在に嵌挿された第１弁体と、該第１弁体が接離する第１弁座が設けられるとともに、前記低圧冷媒導出口に連通する第１弁室と、を有し、前記第２チェック弁は、前記第２入口に連通する第２弁穴と、該第２弁穴に摺動自在に嵌挿された第２弁体と、該第２弁体が接離する第２弁座が設けられるとともに、前記低圧冷媒導出口に連通する第２弁室と、を有していることを特徴とする請求項９に記載の四方弁。
【請求項１１】
前記第１チェック弁と第２チェック弁とは、それらの先端部が対接するように同一軸線上に配設されて機械的に連動するようにされていることを特徴とする請求項１０に記載の四方弁。
【請求項１２】
前記従切換弁における第１弁体と第１弁穴との間及び第２弁体と第２弁穴との間に、低圧冷媒を前記低圧冷媒導出口に導くための隙間が形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の四方弁。
【請求項１３】
前記電磁弁が開及び閉のいずれか一方であるとき、高圧冷媒が前記第１入出口から外部に導出されるとともに、前記従切換弁の第１入口に導かれてそこで滞留せしめられ、かつ、低圧冷媒が前記第２入出口から前記従切換弁の第２入口及び低圧冷媒導出口を介して外部に導出され、前記電磁弁が開及び閉のいずれか他方であるとき、高圧冷媒が前記第２入出口から外部に導出されるとともに、前記従切換弁の第２入口に導かれてそこで滞留せしめられ、かつ、低圧冷媒が前記第１入出口から前記従切換弁の第１入口及び低圧冷媒導出口を介して外部に導出されるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の四方弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍サイクル等に用いられる四方弁に係り、特に、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量を効果的に低減し得るようにされた四方弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気調和機、冷凍装置等の冷凍サイクルは、圧縮機、気液分離器、凝縮器（室外熱交換器）、蒸発器（室内熱交換器）、及び膨張弁等に加えて、下記特許文献１等にも見られるように、流路（流れ方向）切換手段としての四方弁を備えている。
【０００３】
この四方弁を備えた冷凍サイクルの一例を図１１を参照しながら説明する。図示例の冷凍サイクル３００は、空気調和機のもので、運転モード（冷房運転と暖房運転）の切り換えを四方弁３２０で行うようになっている。すなわち、圧縮機３１０、気液分離器３１２、凝縮器（室外熱交換器）３１４、蒸発器（室内熱交換器）３１６、及び膨張弁３１８を備え、前記の圧縮機３１０、気液分離器３１２、凝縮器３１４、及び蒸発器３１６の四者の間に、第１〜第４の４つのポートａ、ｂ、ｃ、ｄ（図１２参照）を有する四方弁３２０が配在されている。
【０００４】
前記各機器類間は導管（パイプ）等で形成される流路で接続されている。具体的には、気液分離器３１２内の冷媒を圧縮機３１０に導く吸入流路３２１、圧縮機３１０から吐出された冷媒を四方弁３２０の第１ポートａに導く吐出流路３２２、四方弁３２０の第２ポートｂと凝縮器３１４の第１流通口３１４ａとを接続する凝縮器側送り戻し流路３２３、四方弁２０の第３ポートｃと蒸発器３１６の第１流通口３１６ａとを接続する蒸発器側送り戻し流路３２４、四方弁３２０の第４ポートｄと気液分離器３１２の戻し口３１２ａとを接続する戻し流路３２５、凝縮器３１４の第２流通口３１４ｂと膨張弁３１８とを接続する流路３２６と、及び、膨張弁３１８と蒸発器３１６の第２流通口３１６ｂとを接続する流路３２７が設けられている。
【０００５】
このような構成の冷凍サイクル３００においては、冷房運転モードが選択されたときには、四方弁２０が、図１２（Ａ）に示される如くに、吐出流路３２２と凝縮器側送り戻し流路３２３とを連通させるとともに、蒸発器側送り戻し流路３２４と戻し流路３２５とを連通させる状態に切り換えられる。このときには、図１１において実線矢印で示される如くに、気液分離器３１２内の冷媒が吸入流路３２１を介して圧縮機３１０に吸入されるとともに、圧縮機３１０の吐出口３１０ａから高温高圧の冷媒が吐出流路３２２、四方弁３２０、及び凝縮器側送り戻し流路３２３を介して凝縮器３１４に導かれ、凝縮器３１４において室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって流路３２６を介して膨張弁３１８に導入される。この膨張弁３１８により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、流路３２７を介して蒸発器３１６に導入され、ここで室内空気と熱交換（冷房）して蒸発し、蒸発器３１６からは低温低圧の冷媒が蒸発器側送り戻し流路３２４、四方弁３２０、及び戻し流路３２５を介して気液分離器３１２に戻される。
【０００６】
それに対し、暖房運転モードが選択されたときには、四方弁３２０が、図１２（Ｂ）に示される如くに、吐出流路３２２と蒸発器側送り戻し流路３２４とを連通させるとともに、凝縮器側送り戻し流路３２３と戻し流路３２５とを連通させる状態に切り換えられる。このときには、図１１において破線矢印で示される如くに、気液分離器３１２内の冷媒が吸入流路３２１を介して圧縮機３１０に吸入されるとともに、圧縮機３１０の吐出口３１０ａから高温高圧の冷媒が吐出流路３２２、四方弁３２０、及び蒸発器側送り戻し流路３２４を介して蒸発器３１６に導かれ、蒸発器３１６において室内空気と熱交換（暖房）して蒸発し、高圧の二相冷媒となって流路３２７を介して膨張弁３１８に導入される。この膨張弁３１８により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、流路３２６を介して凝縮器３１４に導入され、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、凝縮器３１４からは低温低圧の冷媒が凝縮器側送り戻し流路３２３、四方弁３２０、及び戻し流路３２５を介して気液分離器３１２に戻される。
【０００７】
なお、前記四方弁としては、下記特許文献２等に所載のように、二つの三方弁を一体的に組み合わせたものが提案ないし実用に供されている。
【０００８】
前記した如くの従来の冷凍サイクルに使用される四方弁においては、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示される如くに、四方弁３２０内で高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接して流動するため、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への熱伝導量（伝熱量）が大きくなり、無視できない熱損失が発生してしまうという問題があった。
【０００９】
かかる問題を解消するための一つの方策として、例えば下記特許文献３等に見られるように、四方弁に断熱手段を組み込むことが考えられる。
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１３９４３０号公報
【特許文献２】特開２００４−９２８０２号公報
【特許文献２】特開２００４−９２７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記四方弁に断熱手段を組み込むと、部品点数が増加して構成が複雑となるだけではなく、加工組み立てコストが嵩む等の問題がある。
【００１２】
本発明は、前記した如くの事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量を効果的に低減し得、もって、熱損失の低減を低コストで達成できるようにされた四方弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成すべく、本発明に係る四方弁は、基本的には、冷凍サイクル等に用いられるもので、高圧冷媒の導出と低圧冷媒の導入に供される第１入出口及び第２入出口と、高圧の冷媒を導入するための高圧冷媒導入口と電磁弁が設けられ、前記電磁弁の開閉に応じて前記高圧冷媒導入口からの高圧冷媒を前記第１入出口及び第２入出口のどちらかに導く主切換弁が設けられた主弁本体部と、低圧の冷媒を導出するための低圧冷媒導出口が設けられ、前記主切換弁の動作状態に応じて前記低圧冷媒導出口と前記第１入出口及び第２入出口のどちらかとを連通させる従切換弁が設けられた従弁本体部と、を備える。
【００１４】
そして、高圧冷媒を前記主切換弁から前記従切換弁へ導く第１通路及び第２通路の中間部分に、それぞれ前記第１入出口及び第２入出口が設けられ、前記第１通路及び第２通路のうちの、前記主切換弁と前記第１入出口及び第２入出口を形成する第１入出口形成部及び第２入出口形成部との間の部分、並びに、前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部と前記従切換弁との間の部分の、一部ないし全部がパイプもしくは管筒状部で構成され、前記主弁本体部と、前記従弁本体部と、前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部とが前記パイプもしくは管筒状部を介して離隔されていることを特徴としている。
【００１５】
以下に好ましい態様を列挙する。
【００１６】
前記第１入出口形成部と前記第２入出口形成部とが別体とされる。
【００１７】
前記主弁本体部と前記従弁本体部とが別体とされ、それらは前記第１入出口形成部及び前記第２入出口形成部を挟んで前記パイプもしくは管筒状部で連結される。
【００１８】
前記従弁本体部に導かれた高圧冷媒は、そこで静止して滞留するようにされ、前記主弁本体部に導かれた低圧冷媒は、そこで静止して滞留するようにされる。
【００１９】
前記主切換弁は、高圧冷媒導入口と、該高圧冷媒導入口からの冷媒が第１主弁又は第２主弁を介して選択的に導かれる第１出口及び第２出口と、を有し、前記高圧冷媒導入口と前記第１出口との間に前記第１主弁が設けられるとともに、前記高圧冷媒導入口と前記第２出口との間に前記第２主弁が設けられ、前記第１主弁に作用する背圧と前記第１出口側の圧力との差圧を小さくするための電磁弁が設けられるとともに、前記差圧が小さくされたとき、前記第１主弁が開となるとともに前記第２主弁が閉、あるいは、前記第１主弁が閉となるとともに前記第２主弁が開、となるようにされる。
【００２０】
前記第１主弁は、弁体部を有する第１スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第１出口との間を遮断連通すべく前記弁体部が接離する弁座が設けられた第１弁室と、前記第１スライド弁体における前記第１弁室とは反対側に設けられた第１背圧室と、前記弁体部が閉もしくは開となる方向に前記スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記第２主弁は、主弁体部及び副弁体部を有する第２スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第２出口との間を遮断連通すべく前記主弁体部が接離する主弁座が設けられた第２弁室と、前記副弁体部が接離する副弁座が設けられた第２背圧室と、前記主弁体部が閉、前記副弁体部が開となる方向に前記第２スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記第１主弁における前記第１背圧室と前記弁座より下流部分とを連通するパイロット通路が設けられるとともに、該パイロット通路を前記電磁弁で開閉するようにされ、かつ、前記弁座より下流部分の圧力を前記第２スライド弁体の副弁体部に作用させるようにされる。
【００２１】
前記第１主弁は、弁体部を有する第１スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第１出口との間を遮断連通すべく前記弁体部が接離する弁座が設けられた第１弁室と、前記第１スライド弁体における前記第１弁室とは反対側に設けられた第１背圧室と、前記弁体部が閉となる方向に前記スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記第２主弁は、主弁体部及び副弁体部を有する第２スライド弁体と、前記高圧冷媒導入口と前記第２出口との間を遮断連通すべく前記主弁体部が接離する主弁座が設けられた第２弁室と、前記副弁体部が接離する副弁座が設けられた第２背圧室と、前記主弁体部が閉、前記副弁体部が開となる方向に前記第２スライド弁体を付勢する付勢部材と、を備え、前記第１スライド弁体に、前記第１背圧室と前記弁座より下流部分とを連通するパイロット通路が設けられるとともに、該パイロット通路を前記電磁弁で開閉するようにされ、かつ、前記弁座より下流部分の圧力を前記第２スライド弁体の副弁体部に作用させるようにされる。この場合、好ましくは、前記第１主弁、前記第２主弁、及び前記電磁弁が同一軸線上に配設される。
【００２２】
前記従切換弁は、冷媒が導入される第１入口及び第２入口と、該第１入口及び第２入口からの低圧冷媒を選択的に導出する低圧冷媒導出口と、前記第１入口と前記低圧冷媒導出口との間に設けられた第１チェック弁と、前記第２入口と前記低圧冷媒導出口との間に設けられた第２チェック弁と、を備え、前記第１チェック弁及び第２チェック弁は、前記第１入口の冷媒圧力が前記第２入口の冷媒圧力より高いときには、前記第２入口と前記低圧冷媒導出口とを連通させるとともに、前記第１入口と前記低圧冷媒導出口との間を遮断し、前記第１入口の冷媒圧力が前記第２入口の冷媒圧力より低いときには、前記第１入口と前記低圧冷媒導出口とを連通させるとともに、前記第２入口と前記低圧冷媒導出口との間を遮断するようにされる。
【００２３】
前記従切換弁の第１チェック弁は、前記第１入口に連通する第１弁穴と、該第１弁穴に摺動自在に嵌挿された第１弁体と、該第１弁体が接離する第１弁座が設けられるとともに、前記低圧冷媒導出口に連通する第１弁室と、を有し、前記第２チェック弁は、前記第２入口に連通する第２弁穴と、該第２弁穴に摺動自在に嵌挿された第２弁体と、該第２弁体が接離する第２弁座が設けられるとともに、前記低圧冷媒導出口に連通する第２弁室と、を有する。この場合、好ましくは、前記第１チェック弁と第２チェック弁とは、それらの先端部が対接するように同一軸線上に配設されて機械的に連動するようにされる。
【００２４】
また、前記従切換弁における第１弁体と第１弁穴との間及び第２弁体と第２弁穴との間に、低圧冷媒を前記低圧冷媒導出口に導くための隙間が形成される。
【００２５】
前記電磁弁が開及び閉のいずれか一方であるとき、高圧冷媒が前記第１入出口から外部に導出されるとともに、前記従切換弁の第１入口に導かれてそこで滞留せしめられ、かつ、低圧冷媒が前記第２入出口から前記従切換弁の第２入口及び低圧冷媒導出口を介して外部に導出され、前記電磁弁が開及び閉のいずれか他方であるとき、高圧冷媒が前記第２入出口から外部に導出されるとともに、前記従切換弁の第２入口に導かれてそこで滞留せしめられ、かつ、低圧冷媒が前記第１入出口から前記従切換弁の第１入口及び低圧冷媒導出口を介して外部に導出されるように構成される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明に係る四方弁は、高圧冷媒を前記主切換弁から前記従切換弁へ導く第１通路及び第２通路の中間部分に、それぞれ前記第１入出口及び第２入出口が設けられ、前記第１通路及び第２通路のうちの、前記主切換弁と前記第１入出口及び第２入出口を形成する第１入出口形成部及び第２入出口形成部との間の部分、並びに、前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部と前記従切換弁との間の部分の、一部ないし全部がパイプもしくは管筒状部で構成されるので、主弁本体部と従弁本体部との間及びそれらと第１入出口形成部及び第２入出口形成部との間の伝熱面積が小さくされ、さらに、前記主弁本体部と、前記従弁本体部と、前記第１入出口形成部及び第２入出口形成部とが前記パイプもしくは管筒状部を介して離隔されるので、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量を従来の通常の四方弁に比して格段に小さくすることができる。
【００２７】
また、従弁本体部に導かれた高圧冷媒は、そこで静止して滞留するようにされ、かつ、主弁本体部に導かれた低圧冷媒も、そこで静止して滞留するようにされるので、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量が、高圧冷媒及び低圧冷媒が弁内で共に流動している従来の通常の四方弁に比して小さくなる。そのため、四方弁に断熱手段を組み込んだ場合と同等以上の熱損失の低減を、より低コストで達成できる。
【００２８】
さらに、主弁本体部と従弁本体部とを別体とし、加えて、第１入出口形成部と第２入出口形成部とを別体にすることにより、それらを一体とする場合に比して加工組立コストを低減できるとともに、弁の設計自由度及び配管の設置自由度等を向上できる利点も得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の四方弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係る四方弁の一実施形態の縦断面図、図２は、図１の平面図、図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ矢視断面図、図５は、図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００３１】
図１〜図５に示される四方弁１０は、冷凍サイクル等に用いられるもので、高圧冷媒の導出と低圧冷媒の導入に供される第１入出口１１及び第２入出口１２を形成する第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７と、高圧の冷媒を導入するための高圧冷媒導入口２３（図３）と電磁弁５０が設けられ、この電磁弁５０の開閉に応じて前記高圧冷媒導入口２３からの高圧冷媒を第１入出口１１及び第２入出口１２のどちらかに導く主切換弁２０が設けられた主弁本体部１４と、低圧の冷媒を導出するための低圧冷媒導出口１３が設けられ、前記主切換弁２０の動作状態に応じて低圧冷媒導出口１３と第１入出口１１及び第２入出口１２のどちらかとを連通させる従切換弁１２０が設けられた従弁本体部１５と、を備える。
【００３２】
そして、高圧冷媒を前記主切換弁２０から前記従切換弁１２０へ導く第１通路６５及び第２通路６６の中間部分に、それぞれ前記第１入出口１１及び第２入出口１２が設けられ、前記第１通路６５及び第２通路６６のうちの、前記主切換弁２０と前記第１入出口１１及び第２入出口１２を形成する第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７との間の部分、並びに、第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７と従切換弁１２０との間の部分の一部が金属製のパイプ８１、８２、８３、８４で構成され、主弁本体部１４と、従弁本体部１５と、第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７とが前記パイプ８１、８２、８３、８４を介して離隔されている。
【００３３】
前記第１通路６５は、主弁本体部１４内部（第１出口２５に連なる）、パイプ８１、第１入出口形成部１６、パイプ８２、及び従弁本体部１５内部（第１入口１３１に連なる）で直線状に形成され、前記第２通路６６は、主弁本体部１４内部（第２出口２６に連なる）、パイプ８３、第２入出口形成部１７、パイプ８４、及び従弁本体部１５内部（第２入口１３２に連なる）で直線状に形成されており、第１第１通路６５に垂直に第１入出口１１が設けられ、第２第２通路６６に垂直に第２入出口１２が設けられている。
【００３４】
前記パイプ８１、８２、８３、８４の両端は、それぞれ別体の金属ブロックからなる主弁本体部１４、従弁本体部１５、第１入出口形成部１６、及び第２入出口形成部１７に、ろう付けあるいは圧入等により気密的に連結固定されており、それらのパイプ８１、８２、８３、８４により、主弁本体部１４と従弁本体部１５とが、第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７を挟んで一体的に連結されている。
【００３５】
なお、主弁本体部１４、従弁本体部１５、第１入出口形成部１６、第２入出口形成部１７には、それぞれ適宜に当該四方弁１０の取り付け用のボルト穴（雌ねじ部）１８、１８、…が形成されている。
【００３６】
次に、主弁本体部１４に設けられた主切換弁２０と従弁本体部１５に設けられた従切換弁１２０の構成と当該四方弁１０の動作を詳細に説明する。
【００３７】
主弁本体部１４は、高圧の冷媒を導入するための高圧冷媒導入口２３と、第２入出口１２と、電磁弁５０とが設けられ、この電磁弁５０の開閉に応じて、高圧冷媒導入口２３からの高圧冷媒を、第１出口２５（第１通路６５）、従切換弁１２０の第１弁穴１２５、第１入口１３１を介して第１入出口１１に導くか、あるいは、第２出口２６（第２通路６６）を介して第２入出口１２及び従切換弁１２０の第２入口１３２、第２弁穴１２６に導くようにされている。
【００３８】
前記主切換弁２０は、電磁弁５０付き第１主弁４０と第２主弁３０とからなり、それらが同一軸線上に位置するように共通弁穴を有している。
【００３９】
かかる主切換弁２０においては、高圧冷媒導入口２３と第２出口２６との間に第２主弁３０が設けられるとともに、高圧冷媒導入口２３と第１出口２５との間に第１主弁４０が設けられ、第１主弁４０に作用する背圧と第１出口２５側の圧力との差圧を小さくするための電磁弁５０が設けられるとともに、前記差圧が小さくされたとき、前記第２主弁３０が閉、前記第１主弁４０が開となるようにされている。
【００４０】
より具体的には、前記第１主弁４０は、弁体部４２Ａ及び大径部４２Ｃを有する第１スライド弁体４２と、高圧冷媒導入口２３と第１出口２５との間を遮断連通すべく弁体部４２Ａが接離する弁座４５が設けられた第１弁室４４と、第１スライド弁体４２における第１弁室４４とは反対側に設けられた第１背圧室４７と、前記弁体部４２Ａが閉となる方向にスライド弁体４２を付勢する付勢部材としてのコイルばね４８と、を備える。
【００４１】
前記第２主弁３０は、主弁体部３２Ａ、副弁体部３２Ｂ、及び大径部３２Ｃを有する第２スライド弁体３２と、高圧冷媒導入口２３と第２出口２６との間を遮断連通すべく主弁体部３２Ａが接離する主弁座３５が設けられた第２弁室３４と、副弁体部３２Ｂが接離する副弁座３６が設けられた第２背圧室３７と、主弁体部３２Ａが閉、副弁体部３２Ｂが開となる方向に第２スライド弁体３２を付勢する付勢部材としてのコイルばね３８と、を備える。
【００４２】
なお、前記高圧冷媒導入口２３に導入された高圧の冷媒は、連通路３９（図３参照）、第１弁室４４、及び第１スライド弁体４２（の大径部４２Ｃ）とその摺動壁面との間を通って第１背圧室４７にも導入されるとともに、第２スライド弁体３２（の大径部３２Ｃ）とその摺動壁面との間を通って第２背圧室３７にも導入される。
【００４３】
また、第１主弁４０の第１スライド弁体４２には、第１背圧室４７と前記弁座４５より下流部分（第１出口２５及び第２主弁３０側）とを連通するパイロット通路（連通路）５５が設けられるとともに、該パイロット通路５５を前記電磁弁５０で開閉するようにされ、かつ、前記弁座４５より下流部分の圧力を、弁穴２１に螺合固定された段付き円筒状の弁座形成部材３３の連通路３３ａを介して第２スライド弁体３２の副弁体部３２Ｂに作用させるようにされている。なお、前記電磁弁５０は、それ自体はよく知られている汎用品であり、通電されていないときには、付勢ばね５４により弁体５３が押し下げられて前記パイロット通路５５を閉じ、通電されると、前記弁体５３が吸引子５２側に引き上げられて前記パイロット通路５５を開けるようにされる。
【００４４】
一方、従切換弁１２０は、低圧冷媒導出口１３に加えて、冷媒が導入される第１入口１３１（第１通路６５）が設けられるとともに、第２入口１３２（第２通路６６）が設けられ、該第１入口１３１及び第２入口１３１からの冷媒を選択的に前記低圧冷媒導出口１３に導くようにされており、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３との間に設けられた第１チェック弁１２１と、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１３との間に設けられた第２チェック弁１２２と、を備え、第１チェック弁１２１及び第２チェック弁１２２は、第１入口１３１の冷媒圧力が前記第２入口１３２の冷媒圧力より高いときには、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１３とを連通させるとともに、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３との間を遮断し、第１入口１３１の冷媒圧力が第２入口１３２の冷媒圧力より低いときには、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３とを連通させるとともに、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１１３との間を遮断するようにされる。
【００４５】
より具体的には、前記第１チェック弁１２１は、第１入口１３１に連通する第１弁穴１２５と、該第１弁穴１２５に摺動自在に嵌挿された第１弁体１２３と、該第１弁体１２３が接離する第１弁座１２７が設けられるとともに、低圧冷媒導出口１３に連通する弁室１３０（第２チェック弁２２と共通）と、を有し、前記第２チェック弁１２２は、第２入口１３２に連通する第２弁穴１２６と、該第２弁穴１２６に摺動自在に嵌挿された第２弁体１２４と、該第２弁体１２４が接離する第２弁座１２８が設けられるとともに、低圧冷媒導出口１３に連通する弁室１３０（第１チェック弁１２１と共通）と、を有している。
【００４６】
なお、第１弁体１２３及び第２弁体１２４が後退し過ぎないように（高圧冷媒の圧力が作用しなくなるのを避けるため）、それらを付勢部材１４１、１４２で相互に押し合う方向に付勢するようにされている。また、第１弁穴１２５と第２弁穴１２６の端部には、前記第１弁体１２３及び第２弁体１２４の抜け止めともなる蓋部材１３７、１３８が固着されている。
【００４７】
ここで、第１チェック弁１２１と第２チェック弁１２２とは、同一構造で左右対称的に同一軸線上に配設され、第１弁体１２３と第２弁体１２４の円柱状先端部が対接せしめられて、それらが機械的に連動するようにされている。また、第１弁体１２３及び第２弁体１２４は、それぞれ第１弁座１２７及び第２弁座１２８に接離する円錐面状の弁体部と、断面角丸付き正方形（非円形断面）の嵌挿部と、からなり、第１弁体１２３と第１弁穴１２５との間及び第２弁体１２４と第２弁穴１２６との間に、冷媒を低圧冷媒導出口１３に導くための隙間が形成されている。また、嵌挿部には後面側に開口する断面円形の穴が形成されている。
【００４８】
このような構成とされた従切換弁１２０においては、第１入口１３１の冷媒圧力が第２入口１３２の冷媒圧力より高いときには、第１弁体１２３が第２弁体１２４を押しながら移動し、第１弁体１２３の弁体部が第１弁座１２７に接当するとともに、第２弁体１２４の弁体部が第２弁座１２８から離間し、第１チェック弁１２１が閉、第２チェック弁１２２が開となり、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３との間が遮断されるとともに、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１３とが連通して、第２入口１３２の低圧の冷媒が弁室１３０を介して低圧冷媒導出口１３から外部に導出（吸入）される。
【００４９】
それに対し、第１入口１３１の冷媒圧力が第２入口１３２の冷媒圧力より低いときには、第２弁体１２４が第１弁体１２３を押しながら移動し、第２弁体１２４の弁体部が第２弁座１２８に接当するとともに、第１弁体１２３の弁体部が第１弁座２７から離間し、第２チェック弁１２２が閉、第１チェック弁１２１が開となり、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１３との間が遮断されるとともに、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３とが連通して、第１入口１３１の低圧の冷媒が弁室１３０を介して低圧冷媒導出口１３から外部に導出（吸入）される。
【００５０】
このような構成とされた主切換弁２０においても、冷凍サイクルが運転されていないときには、第２主弁３０は、コイルばね３８の付勢力により、主弁体部３２Ａが閉、副弁体部３２Ｂが開とされ、第１主弁４０は、コイルばね４８の付勢力により、弁体部４２が閉とされ、電磁弁５０は通電されていない（無通電）のでパイロット通路５５は閉とされる。
【００５１】
冷凍サイクルが運転され、かつ、電磁弁５０が通電されていないとき（無通電時）には、高圧冷媒導入口２３に高圧の冷媒が導入されるとともに、電磁弁５０によりパイロット通路５５が閉じられる。このときには、高圧冷媒導入口２３に導入された高圧の冷媒の圧力が第２主弁３０の第２スライド弁体３２の大径部３２Ｃに作用し、これにより、第２スライド弁体３２がコイルばね３８の付勢力に抗して移動し、主弁体部３２Ａが開となるとともに、副弁体部３２Ｂが閉となり、また、第１主弁４０の弁座４５より下流部分の内圧より第１背圧室４７の内圧（背圧）の方が高くなる（差圧が大となる）ので、第１スライド弁体４２の弁体部４２Ａが閉となる。
【００５２】
このため、高圧の冷媒は第２出口２６から第２通路６６（パイプ８３）を通って第２入出口１２に導かれて外部に吐出されるとともに、第２通路６６（パイプ８４）を通って従切換弁１２０の第２入口１３２から第２弁穴１２６にも導かれる。
【００５３】
一方、低圧の冷媒は、第１入出口１１から第１通路６５（パイプ８２）及び第１入口１３１を介して第１弁穴１２５に導入されるとともに、第１通路６５（パイプ８１）及び第１出口２５にも導入される。
【００５４】
このため、第１入口１３１の冷媒圧力が第２入口１３２の冷媒圧力より低くなり、第２弁体１２４が第１弁体１２３を押しながら移動し、第２弁体１２４の弁体部が第２弁座１２８に接当するとともに、第１弁体１２３の弁体部が第１弁座２７から離間し、第２チェック弁１２２が閉、第１チェック弁１２１が開となり、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１３との間が遮断されるとともに、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３とが連通して、第１入口１３１に導入された低圧の冷媒が弁室１３０を介して低圧冷媒導出口１３から外部に導出（吸入）される。このとき、第２弁穴１２６に導入された高圧の冷媒は、静止状態で滞留せしめられるとともに、第１出口２５に導入された低圧の冷媒も、静止状態で滞留せしめられる。
【００５５】
それに対し、電磁弁５０が通電されたとき（通電時）には、高圧冷媒導入口２３に高圧の冷媒が導入されるとともに、電磁弁５０の弁体５３が引き上げられてパイロット通路５５が開かれる。これにより、第１主弁４０の弁座４５より下流部分の圧力が上昇して第１背圧室４７との差圧が小さくなり、その上昇した前記弁座４５より下流部分４１ａの圧力が弁座形成部材３３の連通路３３ａを介して第２スライド弁体３２の副弁体部３２Ｂに作用するので、第２主弁３０の第２スライド弁体３２が移動して、主弁体部３２Ａが閉となるとともに、副弁体部３２Ｂが開となり、これによって、高圧の冷媒は、高圧冷媒導入口２３から連通路３９を介して第１主弁４０の第１弁室４４に導かれ、第１スライド弁体４２の大径部４２Ｃに作用し、これにより、第１スライド弁体４２がコイルばね４８の付勢力に抗して移動し、弁体部４２Ａが開となる。このため、高圧の冷媒は第１出口２５から第１通路６５（パイプ８１）を介して第１入出口１１から外部に吐出されるとともに、第１通路６５（パイプ８１、第１入出口形成部１６、パイプ８２）を通って従切換弁１２０の第１入口１３１から第１弁穴１２５に導入されて、そこで静止状態で滞留せしめられる。
【００５６】
一方、低圧の冷媒は、第２入出口１２から第２通路６６（パイプ８４）及び第２入口１３２を介して第２弁穴１２６に導入されるとともに、第２通路６６（パイプ８３）を介して第２出口２６にも導入されて、そこで静止状態で滞留せしめられる。
【００５７】
このため、第２入口１３２の冷媒圧力が第１入口１３１の冷媒圧力より低くなり、第１弁体１２３が第２弁体１２４を押しながら移動し、第１弁体１２３の弁体部が第１弁座１２７に接当するとともに、第２弁体１２４の弁体部が第２１弁座２８から離間し、第１チェック弁１２１が閉、第２チェック弁１２２が開となり、第２入口１３２と低圧冷媒導出口１３とが連通するとともに、第１入口１３１と低圧冷媒導出口１３との間が遮断され、第２入口１３２に導入された低圧の冷媒が弁室１３０を介して低圧冷媒導出口１３から外部に導出（吸入）される。
【００５８】
このような構成とされた本実施形態の四方弁１０は、高圧冷媒を主切換弁２０から従切換弁１２０へ導く第１通路６５及び第２通路６６の中間部分に、それぞれ第１入出口１１及び第２入出口１２が設けられ、第１通路６５及び第２通路６６のうちの、主切換弁２０と第１入出口１１及び第２入出口１２を形成する第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１６との間の部分、並びに、第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７と従切換弁１２０との間の部分の、一部がパイプ８１、８２、８３、８４で構成されるので、主弁本体部１４と従弁本体部１５との間及びそれらと第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７との間の伝熱面積が小さくされ、さらに、主弁本体部１４と、従弁本体部１５と、第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７とがパイプ８１、８２、８３、８４を介して離隔されているので、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量を従来の通常の四方弁に比して格段に小さくすることができる。
【００５９】
また、従弁本体部１５に導かれた高圧冷媒は、そこで静止して滞留するようにされ、かつ、主弁本体部１４に導かれた低圧冷媒も、そこで静止して滞留するようにされるので、高温高圧の冷媒から低温低圧の冷媒への伝熱量が、高圧冷媒及び低圧冷媒が弁内で共に流動している従来の通常の四方弁に比して小さくなる。そのため、四方弁に断熱手段を組み込んだ場合と同等以上の熱損失の低減を、より低コストで達成できる。
【００６０】
さらに、主弁本体部１４と従弁本体部１５とを別体とし、加えて、第１入出口形成部１６と第２入出口形成部１７とも別体にすることにより、それらを一体とする場合に比して加工組立コストを低減できるとともに、弁の設計自由度及び配管の設置自由度等を向上できる利点も得られる。
【００６１】
図６は、本発明に係る四方弁の他の実施形態の平面図、図７は、図６のＤ−Ｄ矢視断面図、図８は、図６のＥ−Ｅ矢視断面図、図９は、図６のＦ−Ｆ矢視断面図、図１０は、図６のＧ−Ｇ矢視断面図である。
【００６２】
本実施形態の四方弁１０’は、主弁本体部１４、従弁本体部１５、第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７のレイアウトが異なるだけで、前述した実施形態のものと四方弁としての動作、機能は略同じであるので、前記実施形態と同一構成もしくは同一機能部分には共通の符号を付してそれらの重複説明を省略し、以下においては、相違点のみを説明する。
【００６３】
図６〜図１０に示される四方弁１０’は、主弁本体部１４の後方側に第１入出口形成部１６及び第２入出口形成部１７が配在され、その一側に従弁本体部１５が配在されており、第１入出口形成部１６’及び第２入出口形成部１７’には、それぞれ前記パイプ８１、８２、８３、８４に代えて、管筒状部８５、８６、８７、８８が一体に形成されている。
【００６４】
より具体的には、第１通路６５及び第２通路６６のうちの、主切換弁２０と第１入出口１１及び第２入出口１２を形成する第１入出口形成部１６’及び第２入出口形成部１７’との間の部分、並びに、第１入出口形成部１６’及び第２入出口形成部１７’と従切換弁１２０との間の部分の一部が第１入出口形成部１６’及び第２入出口形成部１７’に一体に設けられた管筒状部８５、８６、８７、８８で構成され、主弁本体部１４と、従弁本体部１５と、第１入出口形成部１６’及び第２入出口形成部１７’とが前記管筒状部８５、８６、８７、８８を介して離隔されている。
【００６５】
前記第１通路６５は、主弁本体部１４内部（第１出口２５に連なる）、管筒状部８５、第１入出口形成部１６’、管筒状部８６、及び従弁本体部１５内部（第１入口１３１に連なる）でアングル状に形成され、前記第２通路６６は、主弁本体部１４内部（第２出口２６に連なる）、管筒状部８７、第２入出口形成部１７’、管筒状部８８、及び従弁本体部１５内部（第２入口１３２に連なる）でアングル状に形成されており、第１第１通路６５に垂直に第１入出口１１が設けられ、第２第２通路６６に垂直に第２入出口１２が設けられている。
【００６６】
前記管筒状部８５、８６、８７、８８の先端部は、主弁本体部１４及び従弁本体部１５に、ろう付けあるいは圧入等により気密的に連結固定されており、それらの管筒状部８５、８６、８７、８８、並びに、図１に示される如くに、従弁本体部１５側から主弁本体部１４にそれらを架橋するようにねじ込まれた補助ボルト９０とこれに緩く外嵌されたカラー９２とにより主弁本体部１４と従弁本体部１５とが一体的に連結されている。この場合、補助ボルト９０に外嵌されたカラー９２と従弁本体部１５との間には所定の隙間Ｓが形成されるように、従弁本体部１５には凹部１５ａが形成されている。このようにされることにより、当該四方弁１０’の剛性及び耐振動性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る四方弁の一実施形態を示す縦断面図。
【図２】図１に示される四方弁の平面図。
【図３】図１のＡ−Ａ矢視断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ矢視断面図
【図５】図１のＣ−Ｃ矢視断面図。
【図６】本発明に係る四方弁の他の実施形態を示す縦断面図。
【図７】図６のＤ−Ｄ矢視断面図。
【図８】図６のＥ−Ｅ矢視断面図。
【図９】図６のＦ−Ｆ矢視断面図。
【図１０】図６のＧ−Ｇ矢視断面図。
【図１１】従来の四方弁が用いられた冷凍サイクルの一例を示す図。
【図１２】図１１に示される従来の四方弁における熱損失の説明に供される図。
【符号の説明】
【００６８】
１０、１０’…四方弁
１１…第１入出口
１２…第２入出口
１３…低圧冷媒導出口
１４…主弁本体部
１５…従弁本体部
１６、１６’…第１入出口形成部
１７、１７’…第２入出口形成部
２０…主切換弁
２３…高圧冷媒導入口
２５…第１出口
２６…第２出口
３０…第２主弁
３２…第２スライド弁体
３２Ａ…主弁体部
３２Ｂ…副弁体部
３７…第２背圧室
４０…第１主弁
４２…第１スライド弁体
４２Ａ…弁体部
４７…第１背圧室
５０…電磁弁
５５…パイロット通路
６５…第１通路
６６…第２通路
８１、８２、８３、８４…パイプ
８５、８６、８７、８８…管筒状部
１２０…従切換弁
１２１…第１チェック弁
１２２…第２チェック弁
１２３…第１弁体
１２４…第２弁体
１２５…第１弁穴
１２６…第２弁穴
１２７…第１弁座
１２８…第２弁座
１３１…第１入口
１３２…第２入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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