(57)【要約】【課題】差圧で作動する弁の開弁ストロークを省スペースで大きくでき、圧力損失を小さくした切換弁にする。【解決手段】第１の弁は、入口ポート２と第１出口ポート３との間に配置され、弁座６に対向配置の弁シート７を保持する可動プラグ５の背圧室と第１出口ポート３との間にパイロット弁を配置してソレノイドで作動するようにし、第２の弁は、入口ポート２と第２出口ポート４との間に配置され、弁座２４に対向配置の弁シート２６を保持する可動プラグ２５の背圧室と第１出口ポート３との間を連通させて、第１の弁が閉じることによって発生する差圧で開き、第１の弁が開いたときはその差圧はなくなるためスプリング３０で閉じられ、閉じた後は、その閉弁状態を受圧面積の差で維持する。第２の弁は、摺動可能なＸパッキン２８によるシール構造にしたことで、開弁ストロークを大きくできる。【選択図】        図１
2004263851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口ポートに導入された冷媒を第１出口ポートまたは第２出口ポートに選択的に流すようにした切換弁において、
前記入口ポートと前記第１出口ポートとの間の流路に配置されて前記流路をソレノイドで開閉制御される第１の弁と、
前記入口ポートと前記第２出口ポートとの間に配置された弁座、前記弁座に対して接離自在な弁体、前記弁体の前記弁座に対向する面と反対側の面に前記第１出口ポートの圧力を導入する通路、前記弁体を前記弁座の方向に付勢するスプリング、および前記弁体の摺動部に配置された摺動可能なシール部材を有している第２の弁と、
を備えていることを特徴とする切換弁。
【請求項２】
前記シール部材は、Ｘパッキンであることを特徴とする請求項１記載の切換弁。
【請求項３】
入口ポートに導入された冷媒を第１出口ポートまたは第２出口ポートに選択的に流すようにした切換弁において、
前記入口ポートと前記第１出口ポートとの間の冷媒流路を開閉するソレノイド作動の第１の弁と、前記入口ポートと前記第２出口ポートとの間の冷媒流路に設けられて前記第１の弁が閉弁することで発生する差圧で開弁する第２の弁とを備え、
前記第２の弁は、前記第１の弁の下流側と前記第２の弁の下流側との間を摺動可能なシール機構によってシールしたことを特徴とする切換弁。
【請求項４】
入口ポートに導入された冷媒を第１出口ポートまたは第２出口ポートに選択的に流すようにした切換弁において、
前記入口ポートと前記第１出口ポートとの間の冷媒流路を開閉するソレノイド作動の第１の弁と、前記入口ポートと前記第２出口ポートとの間の冷媒流路に設けられて前記第１の弁が閉弁することで発生する差圧で開弁する第２の弁とを備え、
前記第２の弁は、前記第１の弁の下流側と前記第２の弁の上流側との間を摺動可能なシール機構によってシールしたことを特徴とする切換弁。
【請求項５】
入口ポートに導入された冷媒を第１出口ポートまたは第２出口ポートに選択的に流すようにした切換弁において、
前記入口ポートと前記第１出口ポートとの間の冷媒流路を開閉するソレノイド作動の第１の弁と、
前記入口ポートと前記第２出口ポートとの間の冷媒流路に設けられて前記第１の弁が閉弁することで発生する差圧で開弁する第２の弁と、
前記第２の弁の開弁時に前記第２の弁の摺動部と背圧室とを隔離して前記第１の弁の下流側と前記第２の弁の上流側との間をシールする第３の弁と、
を備えていることを特徴とする切換弁。
【請求項６】
前記第３の弁は、前記第２の弁の背圧室の側に前記第２の弁の弁体と一体に形成された環状突起と、前記第１の弁の下流側に連通する通路の前記背圧室への開口部を囲うように前記環状突起と対向配置された弁座とを有していることを特徴とする請求項５記載の切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は切換弁に関し、特に自動車用空調装置の冷凍サイクル内で冷媒の流路切り換えを行う切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用空調装置では、一般に、冷媒を循環させる冷凍サイクルによって冷房を行い、エンジンの冷却水によって暖房を行うことが行われている。ところが、近年のエンジンにおいては、燃焼効率が向上したことによって冷却水温度が暖房に必要な温度まで十分に上昇することがなくなってきている。そのため、特に、冬季にエンジンを始動した場合には、車室内の温度が上昇するまでに時間がかかるだけでなく、上昇したとしても設定温度までには至らないという状況が起きている。
【０００３】
これに対し、冷凍サイクルのコンプレッサが吐出する高温・高圧の冷媒を利用して補助暖房にすることが提案されている（たとえば、特許文献１参照。）。すなわち、冷凍サイクルでは、コンプレッサによって断熱圧縮された高温・高圧の冷媒は、まず、コンデンサで凝縮され、凝縮された冷媒は膨張弁で断熱膨張されて低温・低圧になり、膨張された冷媒はエバポレータで蒸発した後、アキュムレータで気液に分離され、分離されたガス冷媒がコンプレッサに戻るようになっている。エバポレータは、低温の冷媒と車室内の空気と熱交換を行うことにより車室内の空気を冷却するが、このエバポレータにコンプレッサから吐出された高温の冷媒を導入することにより、エバポレータを補助暖房用の空気加熱器として利用しようとしている。
【０００４】
このためには、コンプレッサの吐出側に、圧縮された冷媒をコンデンサに向かわせるかエバポレータに向かわせるかを切り換える切換弁が必要になる。このような切換弁は、コンプレッサとコンデンサとの間に第１の電磁弁を設け、コンプレッサとエバポレータとの間に第２の電磁弁を設け、冷房運転時に、第１の電磁弁を開けて第２の電磁弁を閉じ、暖房運転時には、第１の電磁弁を閉じて第２の電磁弁を開けるように制御することで、冷媒流路の切り換えを行うようにしている。
【０００５】
このように、冷媒流路の切り換えを行うのに２つの電磁弁が必要であるが、これを１つの電磁弁で行うようにした切換弁も知られている（たとえば、特許文献２参照。）。この切換弁によれば、コンプレッサとコンデンサとの間の冷媒流路を電磁弁によって開閉制御する電磁弁と、この電磁弁が閉じているときに、コンプレッサとコンデンサとの間の差圧が所定値以上の差圧になったときにコンプレッサとエバポレータとの間の冷媒流路が開く差圧弁とを一体に構成している。この差圧弁は、コンプレッサとコンデンサとの間の差圧を感知する弁体とこの弁体を弁座の方向へ付勢するスプリングとコンプレッサとコンデンサとの間のシールを行うダイヤフラムとから構成されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３１８４３６号公報（段落番号〔００１６〕、図１）
【特許文献２】
特開２００１−１２４４４０号公報（段落番号〔００１８〕〜〔００２３〕、図１〜図３）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の一体構成の切換弁では、コンプレッサとエバポレータとの間の冷媒流路を開閉する差圧弁のシール機構がダイヤフラムにより構成されているため、この差圧弁における圧力損失を小さくするべく開弁ストロークを大きくしようとすると、弁構造が大きくなってしまうという問題点があった。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、差圧で作動する弁の開弁ストロークを省スペースで大きくし、圧力損失を小さくした切換弁を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、入口ポートに導入された冷媒を第１出口ポートまたは第２出口ポートに選択的に流すようにした切換弁において、前記入口ポートと前記第１出口ポートとの間の流路に配置されて前記流路をソレノイドで開閉制御される第１の弁と、前記入口ポートと前記第２出口ポートとの間に配置された弁座、前記弁座に対して接離自在な弁体、前記弁体の前記弁座に対向する面と反対側の面に前記第１出口ポートの圧力を導入する通路、前記弁体を前記弁座の方向に付勢するスプリング、および前記弁体の摺動部に配置された摺動可能なシール部材を有している第２の弁と、を備えていることを特徴とする切換弁が提供される。
【００１０】
このような切換弁によれば、第２の弁は、その弁体が第１の弁の上流側（入口ポート）と下流側（第１出口ポート）との圧力差を受けるとともにスプリングで弁座に着座する方向に付勢される構成になっている。これにより、ソレノイドにより作動する第１の弁が閉じることによってその前後に発生する差圧で第２の弁が開き、第１の弁が開いたときは、スプリングによって第２の弁が閉じ、閉じた後は、着座側の受圧面積が小さくなることで閉じ状態が維持される。また、第２の弁は、弁体の摺動部におけるシールを摺動可能なシール部材で行うようにしたことで、開弁ストロークを省スペースで大きくすることができ、これにより圧力損失を小さくすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は第１の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図、図２は第１の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【００１２】
この切換弁は、ボディ１の側面に形成されてコンプレッサから圧送された冷媒を導入する入口ポート２と、導入された冷媒がコンデンサまたはエバポレータへ選択的に差し向けられる第１出口ポート３および第２出口ポート４とを有している。入口ポート２に連通するシリンダボアには、図の上下方向に進退自在に可動プラグ５が配置されている。この可動プラグ５の図の下方には、これに対向して筒状の弁座６がボディ１と一体に形成されており、その弁孔は、第１出口ポート３に連通されている。可動プラグ５は、弁座６に着座する部分にリング状の弁シート７が配置されており、ワッシャ８と可動プラグ５の一部をかしめた部分とにより可動プラグ５に保持されている。この弁シート７は、着座時のシール性を高めるために柔軟性のある材質で作られており、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン製のシール部材とすることができる。また、この可動プラグ５の外周には、これを収容しているシリンダボアの内壁面と摺動するピストンリング９とこのピストンリング９を半径方向外方へ付勢するテンションリング９ａとが周設されている。この可動プラグ５の背圧室には、可動プラグ５を弁座６へ着座させる方向に付勢するスプリング１０が配置されている。
【００１３】
可動プラグ５を収容しているシリンダボアの上方には、パイロット弁が設けられている。このパイロット弁は、可動プラグ５の背圧室をボディ１に形成された通路１１を介して第１出口ポート３に連通するか否かを制御する弁部とソレノイドとから構成されている。その弁部は、可動プラグ５を収容しているシリンダボアの上部開口部を閉止するように設けられて中心に弁孔を有する固定プラグ１２と、弁孔の上部開口縁部を隆起して構成されるパイロット弁座に対し接離自在に配置されてパイロット弁体を構成する弁シート１３とからなり、固定プラグ１２は、その外周に、これを収容しているシリンダボアの内壁面との間でシールを行うＯリング１４が周設されている。
【００１４】
固定プラグ１２の上方には、ボディ１の上部開口部を閉止するよう設けられたキャップ１５を有し、このキャップ１５は、Ｃリング１６によってボディ１から離脱しないようにされ、かつＯリング１７によって通路１１に連通する空間と大気との間をシールしている。パイロット弁を駆動するソレノイドは、キャップ１５の中央開口部に嵌入されたスリーブ１８と、このスリーブ１８内に軸線方向に進退自在に配置され先端にはパイロット弁体を構成する弁シート１３を保持しているプランジャ１９と、スリーブ１８の上端部を閉止するように配置されたコア２０と、プランジャ１９とコア２０との間に配置されてプランジャ１９を固定プラグ１２の方向へ付勢するスプリング２１と、スリーブ１８の外側に周設された電磁コイル２２と、この電磁コイル２２を囲繞するように配置されたヨーク２３とから構成されている。このようにして、以上の配置は、パイロット作動の電磁弁を構成し、切換弁の第１の弁を構成している。
【００１５】
また、入口ポート２と第２出口ポート４との間に配置された第２の弁では、これらの間を連通する通路の途中に、ボディ１と一体に形成された筒状の弁座２４を有し、この弁座２４に対向して第２出口ポート４の側から進退自在に可動プラグ２５が設けられている。弁座２４は、第１の弁の弁座６とほぼ同じ径の弁孔を有している。可動プラグ２５は、弁座２４に対向する部分にリング状の弁シート２６が配置されており、ワッシャ２７と可動プラグ５の一部のかしめ部分とにより可動プラグ２５に保持されている。また、この可動プラグ２５の外周には、これを収容しているシリンダボアの内壁面と摺動しながらシールを行うゴムまたは樹脂製のＸパッキン２８が周設されている。ここのシール材として摺動可能なＸパッキン２８を用いたことにより、この第２の弁の開弁ストロークを大きくとることができ、第２の弁を通過するときの冷媒の圧力損失を小さくすることができる。この可動プラグ２５の背圧室は、通路２９を介して第１出口ポート３と連通し、かつ、可動プラグ２５を弁座２４の方向に付勢するスプリング３０が配置されている。可動プラグ２５を収容しているシリンダボアの下部開口部は、キャップ３１によって閉止され、Ｃリング３２によってボディ１からの離脱が防止され、かつＯリング３３によって背圧室と大気との間をシールしている。
【００１６】
以上の構成の切換弁において、電磁コイル２２が通電されていないソレノイドオフであって、入口ポート２に冷媒が導入されていないときには、パイロット弁を駆動するソレノイド力が生じないので、プランジャ１９は、スプリング２１によって図の下方へ押し下げられていて、弁シート１３は、固定プラグ１２のパイロット弁座に着座している。これにより、パイロット弁は閉じているため、可動プラグ５の上部の調圧室から第１出口ポート３に通じる通路１１は遮断状態になる。また、可動プラグ２５も、スプリング３０によって上方へ押し上げられていて、入口ポート２と第２出口ポート４との間は遮断されている。
【００１７】
ここで、入口ポート２にコンプレッサからの高圧の冷媒が導入されると、その冷媒の圧力が第１の弁の可動プラグ５を押し上げ、第２の弁の可動プラグ２５を押し下げてともに開弁しようとする。しかし、第１の弁では、入口ポート２に導入された冷媒の一部がピストンリング９を介して可動プラグ５の背圧室に入り込んでくるので可動プラグ５の背圧室は入口ポート２と同圧になる。これにより、可動プラグ５は、図１に示したように、スプリング１０によって弁座６の方へ付勢され、第１の弁は閉弁する。この第１の弁が閉弁することにより、可動プラグ２５は、入口ポート２の側に高圧を受け、背圧側に第１出口ポート３の低圧を受けることになるので、それらの差圧によって押し下げられ、第２の弁は開いた状態になる。
【００１８】
次に、電磁コイル２２が通電されるソレノイドオンのときは、図２に示したように、ソレノイドのプランジャ１９がコア２０に吸引されることにより、プランジャ１９に保持されていた弁シート１３が固定プラグ１２に形成された弁座から離れる。これにより、可動プラグ５の背圧室は、通路１１を介して第１出口ポート３に連通することにより低圧になるため、可動プラグ５は、入口ポート２に導入された高圧の冷媒の圧力によって押し上げられ、この結果、可動プラグ５に保持されていた弁シート７が弁座６から離れ、第１の弁は開弁することになる。一方、第２の弁は、第１の弁が開弁することによって第１出口ポート３に通路２９を介して連通する可動プラグ２５の背圧室が入口ポート２の圧力と同圧になる。可動プラグ２５は、スプリング３０によって弁座２４の方へ付勢されているので、可動プラグ２５に保持されている弁シート２６は弁座２４に着座し、第２の弁は閉弁することになる。弁シート２６が弁座２４に着座しているときの可動プラグ２５は、入口ポート２の側の受圧面積が弁座２４の断面積に等しく、背圧側の受圧面積が可動プラグ２５の断面積になるため、閉弁方向への力が作用し、さらにスプリング３０の付勢力も加わるため、第２の弁の閉弁状態は維持されることになる。
【００１９】
このようにして、この切換弁は、ソレノイドにより作動する第１の弁が閉じることによって発生する差圧で第２の弁が開き、第１の弁が開くことで差圧がなくなるが、スプリング３０によって第２の弁が閉じ、閉じた後は、その閉弁状態をスプリング３０と受圧面積の差で維持するような動作をする。また、第１の弁および第２の弁のいずれも、弁孔がほぼ同じ大きさの径を有し、開弁ストロークを大きくとることができるため、圧力損失を小さくすることができる。さらに、第２の弁のシール構造に、摺動可能なシール材を用いたことにより、差圧で動く第２の弁の開弁ストロークを、ボディ１を大型化することなく、容易に大きくすることができ、これによって、省スペース構造の切換弁にすることができる。
【００２０】
図３は第２の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図、図４は第２の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。これらの図において、図１および図２に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２１】
この第２の実施の形態に係る切換弁は、第１の弁が、第１の実施の形態に係る切換弁ではソレノイドオフ時に閉じているノーマルクローズタイプであるのに対し、ノーマルオープンタイプとなっている。
【００２２】
この切換弁のソレノイドは、コア２０を第１の実施の形態に係る切換弁のキャップ１５と一体に形成し、そのフランジ部分がボディ１の上部開口部を閉止するように配置され、Ｃリング１６によってボディ１に固定されている。プランジャ１９は、コア２０の外側のスリーブ１８内に配置されている。
【００２３】
コア２０は、その下方に開口されたシリンダボアを有し、その中に軸線方向に進退自在のプラグ３４が配置されている。このプラグ３４は、その下部に弁シート１３を保持し、固定プラグ１２との間に配置されたスプリング２１によってその固定プラグ１２に形成された弁座から離れる方向に付勢されている。プラグ３４とプランジャ１９との間には、コア２０に貫通配置されたシャフト３５が配置されている。このため、ソレノイドがオフのときは、スプリング２１の付勢力がプラグ３４およびシャフト３５を介してプランジャ１９に伝達され、プランジャ１９をコア２０から離している。ソレノイドがオンになると、プランジャ１９がコア２０に吸引されることによるソレノイド力がシャフト３５を介してプラグ３４に伝達され、プラグ３４に保持された弁シート１３を固定プラグ１２に形成された弁座に着座させることになる。
【００２４】
以上の構成の切換弁において、ソレノイドがオフのとき、入口ポート２に高圧の冷媒が導入されると、図３に示したように、パイロット弁が開いていて可動プラグ５の背圧室が低圧の第１出口ポート３に連通しているので、可動プラグ５は冷媒の圧力によって容易に押し上げられ、これによって第１の弁が開く。このとき、第２の弁は、可動プラグ２５が冷媒の圧力によって押し下げられて開こうとするが、第１の弁が開くことによってその下流側が高圧になり、その高圧が通路２９を介して可動プラグ２５の背圧室に導入されるため、可動プラグ２５はスプリング３０による上方の付勢力によって弁シート２６を弁座２４に着座させ、その後、第２の弁は、可動プラグ２５の背圧室に導入される高圧によって、その閉弁状態を維持するようになる。
【００２５】
ソレノイドがオンになると、図４に示したように、ソレノイドのプランジャ１９がコア２０に吸引されることにより、プランジャ１９がシャフト３５を介してプラグ３４を押し下げ、プラグ３４に保持されている弁シート１３を固定プラグ１２に形成された弁座に着座させる。パイロット弁が閉じることにより、可動プラグ５の背圧室は、ピストンリング９を介して冷媒の一部が導入されるようになり、入口ポート２の圧力と同圧になろうとする。このため、可動プラグ５は、スプリング１０によって押し下げられ、弁シート７が弁座６に着座して、第１の弁が閉じる。第１の弁が閉じると、第１出口ポート３の圧力が下がり、可動プラグ２５の背圧室の圧力も低下する。したがって、第２の弁は、可動プラグ２５が高圧の冷媒によって押し下げられることにより開弁することになる。
【００２６】
図５は第３の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図、図６は第３の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。これらの図において、図１および図２に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２７】
この第３の実施の形態に係る切換弁は、第１の実施の形態に係る切換弁と比較して第２の弁を弁座２４の上流側に配置している点で異なる。この第２の弁の可動プラグ２５は、第１の弁の可動プラグ５と同様、入口ポート２に連通するシリンダボアに進退自在に配置されている。したがって、閉弁時においてこの可動プラグ２５が受ける冷媒の受圧面積は、可動プラグ２５の断面積から弁座２４の断面積を差し引いた面積になる。この面積は、可動プラグ２５が背圧室から受ける冷媒の受圧面積より小さいため、第１の弁が開いて第２の弁が閉じているときには、第２の弁の閉弁状態を維持することができる。
【００２８】
以上の構成の切換弁において、ソレノイドがオフのときはパイロット弁が閉じている。入口ポート２に高圧の冷媒が導入されると、図５に示したように、まず、第１の弁では、入口ポート２に導入された冷媒の圧力によって可動プラグ５が押し上げられようとするが、冷媒の一部がピストンリング９を介して可動プラグ５の背圧室に入ることによって、可動プラグ５の背圧室が入口ポート２と同圧になるので、可動プラグ５はスプリング１０によって弁座６の方へ付勢され、第１の弁は閉弁する。これにより、第１出口ポート３は低圧になるので、第２の弁は、その可動プラグ２５が導入された冷媒の圧力によって押し下げられることにより開弁する。
【００２９】
ソレノイドがオンしたときは、図６に示したように、パイロット弁が開き、可動プラグ５の背圧室は、通路１１を介して第１出口ポート３に連通することにより低圧になる。これにより、可動プラグ５は、入口ポート２に導入された高圧の冷媒の圧力によって押し上げられ、第１の弁は開弁する。第２の弁は、第１の弁が開弁することによって第１出口ポート３に通路２９を介して連通する可動プラグ２５の背圧室が入口ポート２の圧力と同圧になるため、可動プラグ２５は、スプリング３０によって押し上げられ、第２の弁は閉弁することになる。
【００３０】
図７は第４の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図、図８は第４の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。これらの図において、図５および図６に示した構成要素と同じまたは同等の機能を有する構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００３１】
この第４の実施の形態に係る切換弁は、第１ないし第３の実施の形態に係る切換弁と比較して第２の弁のシール構造を摺動抵抗のあるＸパッキン２８から実質的に摺動抵抗のない構造にしている点で異なる。
【００３２】
この第２の弁は、これが開弁したときにその摺動部と背圧室とを隔離するようにした第３の弁を背圧室側に備えている。すなわち、第２の弁の可動プラグ２５は、その下端面に弁体を構成する環状突起３６が一体に形成されている。この環状突起３６に対向するキャップ３１の端面には弁座を構成するリング状の弁シート３７が配置され、環状突起３６とともに第３の弁を構成するようにしている。キャップ３１は、弁シート３７によって囲まれた中央部分に第２の弁の背圧室に開口する通路２９ａを有し、この通路２９ａは内部を通ってボディ１に形成された通路２９に連通させるように形成されている。また、キャップ３１は、第２の弁側の外周に、第２の弁が開いて第３の弁が閉じているときに可動プラグ２５の摺動部を介して冷媒が通路２９へ漏れるのを防止するためのＯリング３８が周設されている。
【００３３】
したがって、この第２の弁が開いているときに必要な可動プラグ２５の摺動部におけるシールを環状突起３６および弁シート３７で行うようにしている。このため、第１ないし第３の実施の形態に係る切換弁において可動プラグ２５における冷媒の内部漏れを防止するのに必要であったＸパッキン２８が不要になり、可動プラグ２５をより移動しやすくしている。また、この第２の弁では、Ｘパッキン２８の摺動抵抗に打ち勝って可動プラグ２５を閉弁方向に付勢する必要があったスプリング３０のばね力を小さくすることができる。さらに、可動プラグ２５を閉弁方向に付勢するスプリング３０のばね力が小さいため、第２の弁が開いているときに閉めようとする力が小さく、この第２の弁を通過するときの冷媒の圧力損失をより小さくすることができる。
【００３４】
以上の構成の切換弁において、ソレノイドがオフのときはパイロット弁が閉じている。入口ポート２に高圧の冷媒が導入されると、図７に示したように、まず、第１の弁では、入口ポート２に導入された冷媒の圧力によって可動プラグ５が押し上げられようとするが、冷媒の一部がピストンリング９を介して可動プラグ５の背圧室に入ることによって、可動プラグ５の背圧室が入口ポート２と同圧になるので、可動プラグ５はスプリング１０によって弁座６の方へ付勢され、第１の弁は閉弁する。これにより、第１出口ポート３は低圧になるので、第２の弁は、その可動プラグ２５が導入された冷媒の圧力によって押し下げられることにより開弁する。このとき、第２の弁の背圧室の側に設けられた環状突起３６および弁シート３７からなる第３の弁が閉じることによって、高圧の入口ポート２から可動プラグ２５の摺動部および通路２９を介して低圧の第１出口ポート３へ冷媒が漏れるのを防止することができる。
【００３５】
ソレノイドがオンしたときは、図８に示したように、パイロット弁が開き、可動プラグ５の背圧室は、通路１１を介して低圧の第１出口ポート３に連通する。これにより、可動プラグ５は、入口ポート２に導入された高圧の冷媒の圧力によって押し上げられ、第１の弁は開弁する。第２の弁は、第１の弁が開弁することによって第１出口ポート３に通路２９，２９ａを介して連通する可動プラグ２５の背圧室が入口ポート２の圧力と同圧になるため、可動プラグ２５は、スプリング３０によって押し上げられ、第２の弁は閉弁することになる。
【００３６】
なお、以上の実施の形態では、第１の弁および第２の弁において、閉弁時のシール性を高めるために設けた弁シート７，２６はそれぞれ可動プラグ５，２５の側に設けたが、弁座の側に設けてもよい。
【００３７】
また、第１ないし第３の実施の形態では、第２の弁の摺動可能なシール材としてＸパッキンを用いたが、Ｏリングを使用することもできる。
さらに、本発明は、たとえば上記した特許文献１や特開２００２−２１１２３４号公報に開示されているような冷凍サイクルにおいて、１つの入口を持ち、２つの出口を選択的に切り換える必要のある冷媒流路切り換えの部分に適用できることはもちろん、１つの熱交換器をバイパスさせる目的の冷媒流路切換部においても同じように適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、この切換弁は、ソレノイドにより作動する第１の弁が閉じることによって発生する差圧で第２の弁が開き、第１の弁が開くことで差圧がなくなるが、スプリングによって第２の弁が閉じ、閉じた後は、その閉弁状態をスプリングと受圧面積の差とで維持するように動作するする構成にした。これにより、第１の弁および第２の弁は、ともに同じ大きさの径を持った弁孔にしながら開弁ストロークを大きくすることができるため、圧力損失を小さくすることができる。
【００３９】
また、第２の弁に摺動可能なシールを用いたことにより、ダイヤフラム式の差圧弁を用いた場合に比べて省スペースにすることができる。
あるいは、第２の弁の背圧室側に、第２の弁の摺動部をシールする第３の弁を備えたことにより、ダイヤフラム式の差圧弁を用いた場合に比べて省スペースにすることができるだけでなく、第２の弁の摺動抵抗を小さくしたことで、第２の弁における圧力損失をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【図３】第２の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図４】第２の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【図５】第３の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図６】第３の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【図７】第４の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオフ時の状態で示す縦断面図である。
【図８】第４の実施の形態に係る切換弁の構造をソレノイドオン時の状態で示す縦断面図である。
【符号の説明】
１  ボディ
２  入口ポート
３  第１出口ポート
４  第２出口ポート
５  可動プラグ
６  弁座
７  弁シート
８  ワッシャ
９  ピストンリング
９ａ  テンションリング
１０  スプリング
１１  通路
１２  固定プラグ
１３  弁シート
１４  Ｏリング
１５  キャップ
１６  Ｃリング
１７  Ｏリング
１８  スリーブ
１９  プランジャ
２０  コア
２１  スプリング
２２  電磁コイル
２３  ヨーク
２４  弁座
２５  可動プラグ
２６  弁シート
２７  ワッシャ
２８  Ｘパッキン
２９，２９ａ  通路
３０  スプリング
３１  キャップ
３２  Ｃリング
３３  Ｏリング
３４  プラグ
３５  シャフト
３６  環状突起
３７  弁シート
３８  Ｏリング
【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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