(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の部材からなるブロックに、高圧導入孔、低圧導出孔、第１のポート、第２のポート、電磁開閉弁、切換弁、及びチェック弁が設けられ、前記電磁開閉弁を開くと、前記高圧導入孔から導入された高圧冷媒が前記第２のポートから導出されるとともに低圧冷媒が前記第１のポートから導入されて前記低圧導出孔から導出され、前記電磁開閉弁を閉じると、前記高圧導入孔から導入された高圧冷媒が前記第１のポートから導出されるとともに低圧冷媒が前記第２のポートから導入されて前記低圧導出孔から導出されるようにした四方弁であって、
前記ブロックに、前記切換弁を摺動自在に収容する切換弁孔と、前記切換弁孔に連通する弁座体を開閉するように前記電磁開閉弁が装着される電磁弁孔と、前記切換弁孔における前記切換弁の両端に対応する部位に連通した前記高圧導入孔と、前記チェック弁を摺動自在に収容するチェック弁孔と、前記チェック弁孔の一端側と前記切換弁孔の一端側とを連通接続する第１の孔と、前記チェック弁孔の他端側と前記切換弁孔の他端側とを連通接続する第２の孔と、前記切換弁孔における前記切換弁の中間部に対応する部位と前記電磁弁孔とを連通接続する連通孔と、前記チェック弁孔の一端側に連通した前記第１のポートと、前記チェック弁孔の他端側に連通した前記第２のポートと、前記チェック弁孔の中間部に連通した前記低圧導出孔と、が穿設され、
前記切換弁は両端にボール弁を有するものであり、
前記切換弁孔の一端が前記ブロックの側面に開口するとともに該一端に閉止部材が装着され、この閉止部材は、前記切換弁孔と前記第１の孔とを連通する弁孔と、この弁孔における前記切換弁孔側の開口の周囲に形成され前記ボール弁が接離する弁座とを有しており、
前記切換弁は、前記電磁開閉弁が閉じたときに前記切換弁孔と前記第２の孔とを連通するとともに前記切換弁孔と前記第１の孔とを遮断し、前記電磁開閉弁が開いたときに前記切換弁孔と前記第１の孔とを連通するとともに前記切換弁孔と前記第２の孔とを遮断するように構成され、
前記チェック弁は、前記電磁開閉弁が閉じたときに前記チェック弁孔の他端側と前記低圧導出孔及び前記第１のポートとを遮断するとともに前記低圧導出孔と前記第１のポートとを連通し、前記電磁開閉弁が開いたときに前記チェック弁孔の一端側と前記低圧導出孔及び前記第２のポートとを遮断するとともに前記低圧導出孔と前記第２のポートとを連通するように構成された、
ことを特徴とする四方弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
発明は、四方弁に関し、更に詳しくは、冷凍システムに用いる流路切換用の四方弁を１個のブロックに収めた四方弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
空調機等の冷凍サイクルにおいて、冷暖房切換のための冷媒の流路切換用として四方弁が用いられる。従来、四方弁は、切換弁を中心に切換弁に出入りする多数のパイプを付設することが多く、その結果、パイプと弁体との装着部が多くなって構造が複雑になるばかりでなく、その組付けに手数を要するという問題があった。また、前記装着部が多いことから、長期間の過酷な使用に伴う劣化により、冷媒漏れ等の可能性もあるという問題もあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消することにあり、冷凍システムに用いられる四方弁の構造を簡略化すると共にコンパクト化し、更に耐久性を向上した四方弁を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、本発明の四方弁は、単一の部材からなるブロックに、高圧導入孔、低圧導出孔、第１のポート、第２のポート、電磁開閉弁、切換弁、及びチェック弁が設けられ、前記電磁開閉弁を開くと、前記高圧導入孔から導入された高圧冷媒が前記第２のポートから導出されるとともに低圧冷媒が前記第１のポートから導入されて前記低圧導出孔から導出され、前記電磁開閉弁を閉じると、前記高圧導入孔から導入された高圧冷媒が前記第１のポートから導出されるとともに低圧冷媒が前記第２のポートから導入されて前記低圧導出孔から導出されるようにした四方弁であって、前記ブロックに、前記切換弁を摺動自在に収容する切換弁孔と、前記切換弁孔に連通する弁座体を開閉するように前記電磁開閉弁が装着される電磁弁孔と、前記切換弁孔における前記切換弁の両端に対応する部位に連通した前記高圧導入孔と、前記チェック弁を摺動自在に収容するチェック弁孔と、前記チェック弁孔の一端側と前記切換弁孔の一端側とを連通接続する第１の孔と、前記チェック弁孔の他端側と前記切換弁孔の他端側とを連通接続する第２の孔と、前記切換弁孔における前記切換弁の中間部に対応する部位と前記電磁弁孔とを連通接続する連通孔と、前記チェック弁孔の一端側に連通した前記第１のポートと、前記チェック弁孔の他端側に連通した前記第２のポートと、前記チェック弁孔の中間部に連通した前記低圧導出孔と、が穿設され、前記切換弁は両端にボール弁を有するものであり、前記切換弁孔の一端が前記ブロックの側面に開口するとともに該一端に閉止部材が装着され、この閉止部材は、前記切換弁孔と前記第１の孔とを連通する弁孔と、この弁孔における前記切換弁孔側の開口の周囲に形成され前記ボール弁が接離する弁座とを有しており、前記切換弁は、前記電磁開閉弁が閉じたときに前記切換弁孔と前記第２の孔とを連通するとともに前記切換弁孔と前記第１の孔とを遮断し、前記電磁開閉弁が開いたときに前記切換弁孔と前記第１の孔とを連通するとともに前記切換弁孔と前記第２の孔とを遮断するように構成され、前記チェック弁は、前記電磁開閉弁が閉じたときに前記チェック弁孔の他端側と前記低圧導出孔及び前記第１のポートとを遮断するとともに前記低圧導出孔と前記第１のポートとを連通し、前記電磁開閉弁が開いたときに前記チェック弁孔の一端側と前記低圧導出孔及び前記第２のポートとを遮断するとともに前記低圧導出孔と前記第２のポートとを連通するように構成された、ことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明に係る実施例の冷房時の縦断面図、図２は図１のＡ−Ａ線の断面図、図３は同実施例の暖房時の縦断面図、図４は図３のＡ−Ａ線の断面図である。なお、以下、図面に従って説明するが、上・下・左・右・表・裏という表現は、図面の記載に伴うものであり、実際の位置関係とは、必ずしも一致するものではない。
【０００９】
本発明の四方弁を構成するブロック１は、正面視は、図１に示すように、右上方に段部が形成されているものの、全体としては略方形状であり、平面視においては、図２に示すように、概略長方形状に形成される。そして、このブロック１には、以下に述べる開口や該開口を結ぶ孔が穿設される。
【００１０】
図２に示すように、ブロック１の裏面（図２の上部）には、例えば、コンプレッサに連結される高圧導入孔２がブロック１の表面（図２の下部）に向けて形成されると共に、後述の切換弁孔６に連通する高圧流孔３ｄが形成される。また、この高圧流孔３ｄと平行して、もう一つの高圧流孔３ｅがブロック１の裏面（図２の上部）から表面（図２の下部）に向けて切換弁孔６に連通するように形成される。このもう一つの高圧流孔３ｅの孔口は、閉止ボルト３ｃにより閉止される。また、ブロック１には、更なる高圧流孔３ｆが図２の右から左に向けて穿設される。この高圧流孔３ｆは前記２本の高圧流孔３ｄ，３ｅと連通すると共に、その孔口は閉止ボルト３ｂにより閉止される。
【００１１】
また、図１に示すように、ブロック１には、更に後述の切換弁孔６から後述の電磁弁孔９に連通する連通孔８が形成されている。該連通孔８にも加工（穿設）上の都合から形成される孔口に止めボルト８ａが設けられている。また、ブロック１における切換弁孔６の右端部近傍から後述のチェック弁孔７の右端部近傍には第２の孔３ｇが形成される。
【００１２】
次に、ブロック１に形成される切換弁孔６について説明する。切換弁孔６は、図１に示すように、ブロック１の左から右に向けて穿設され、その内部は切換弁２０が形成される。そして、切換弁孔６の孔口（ブロック１の左側）は閉止ボルト２４によりシール２４ａを用いて閉止されている。また、閉止ボルト２４には縦断面略Ｔ形のボール弁孔２４ｂが穿設されており、このボール弁孔２４ｂは、切換弁孔６、下方の第１の孔５、及び、上方の電磁弁孔９を連通するように形成されている。また、上述のように切換弁孔６には、図２に示すように、高圧流孔３ｄと高圧流孔３ｅの一端が連通している。
【００１３】
ブロック１の下方には、図１に示すように、チェック弁孔７が切換弁孔６と平行に穿設されている。このチェック弁孔７内には、チェック弁３０が設けられる。このチェック弁孔７は、ブロック１の左右の両側から穿設され、その中央部には小径部が形成され、この小径部の左右両肩部はチェック弁座７ａ，７ｂが形成される。また、チェック弁孔７の右の孔口（ブロック１の右側面）には右止ボルト３３ａが、また、チェック弁孔７の左の孔口（ブロック１の左側面）には左止ボルト３３ｂが、それぞれ装着されチェック弁孔７を閉止している。更に、チェック弁孔７の右端部近傍にはチェック弁孔７に連通して第２のポート３ａが、また、チェック弁孔７の左端部近傍にはチェック弁孔７に連通して第１のポート５ａが、それぞれ形成されている。また、チェック弁孔７の左上方には、第１の孔５が連通して設けられ、該第１の孔５はボール弁孔２４ｂに連通している。
【００１４】
図１に示すように、ブロック１の左肩部には電磁弁孔９が設けられる。この電磁弁孔９は、既述のように、側方において連通孔８に連通し、下方においてボール弁孔２４ｂと連通している。なお、上記連通孔８を穿設するために形成された孔口は、閉止ボルト１９により閉止されている。
【００１５】
図１，２に示すように、切換弁２０は切換弁孔６内に設けられる。切換弁２０はその右左に第１ボール弁２１ａと第２ボール弁２１ｂとを有し、更にこれらを一体とするボール連結体２２を有する。なお、第１ボール弁２１ａはボール保持部２２ａによりボール連結体２２に一体に保持され、第２ボール弁２１ｂはボール保持部２２ｂによりボール連結体２２に一体に保持されている。また、ボール連結体２２の右端部と、ブロック１に形成されているボール弁座６ａ近傍部との間にはばね２３が縮装され、切換弁２０を左方向に押圧している。切換弁２０は左右の空間を遮断しており、該切換弁２０は、基本的には高圧冷媒側（高圧流孔３ｄ側）が「開」となるように形成される。切換弁２０は、切換弁孔６の中央空間６ｂの圧力とばね２３の押圧力との荷重差で左右動する。
【００１６】
切換弁２０は、図１，２に示すように、左側に配置されている第２ボール弁２１ｂがボール弁座２４ｃに当接して「閉」となっているときは、右側に配置されている第１ボール弁２１ａがボール弁座６ａから離れて「開」となる。また、冷媒圧の圧力バランスにより、切換弁２０が右方向に移動し、第１ボール弁２１ａがボール弁座６ａに当接したときは、図１，２に示す状態とは逆に、図３，４に示すように、第２ボール弁２１ｂ側が開となる。
【００１７】
次に、チェック弁３０について説明する。図１，２に示すように、チェック弁３０は、ブロック１に形成されているチェック弁孔７内に配置されており、左右対称形状で右端には第１チェック弁３１ａが、又、左端には第２チェック弁３１ｂがそれぞれ配置され、これらの２つの弁体は棒状のチェック弁連結体３２により連結されている。第１チェック弁３１ａは全体として駒状に形成され、外周には数本の連通部３１ａ’が形成され、その右端辺（底部）は右止ボルト３３ａに当接可能となっている。第２チェック弁３１ｂは、第１チェック弁３１ａと左右対称ではあるものの、同一形状となっている。なお、第２チェック弁３１ｂには、第１チェック弁３１ａ同様、数本の冷媒の連通部３１ｂ’が形成されている。
【００１８】
第１チェック弁３１ａの左傾斜部は、図１に示すように、チェック弁座７ａに当接したとき冷媒の流動を遮断する。この時、第２チェック弁３１ｂ側はチェック弁座７ｂに当接しておらず、冷媒の流動が可能となっている。また、図３に示すように、第２チェック弁３１ｂがチェック弁座７ｂに当接しているときは、第１チェック弁３１ａ側の冷媒の流動が可能となる。チェック弁３０の左右動は、高圧冷媒側が「閉」となる。
【００１９】
電磁開閉弁１０はブロック１の電磁弁孔９に取付弁筒１６を用いて一体に取り付けられる。取付弁筒１６ｂは後述のプランジャ案内筒１２の下部に一体的に設けられており、取付弁筒１６ｂの外周に設けられたねじ部により、ブロック１にねじ止めされる。電磁開閉弁１０は、外周にソレノイド１１が配置され、その中心部の円筒部にはプランジャ案内筒１２が配置され、その上部には吸引子１３が吸引子止めボルト１３ａによって固定されている。前記プランジャ案内筒１２内には、上下に摺動可能なプランジャ１５が配置されている。該プランジャ１５の下端には開閉ボール弁１４が固定されており、弁座体１８に当接可能となっている。該弁座体１８は電磁弁孔９の底部に固定されており、弁座体１８の中心部に設けられた連通孔によりボール弁孔２４ｂと連通している。
【００２０】
次に実施例の作用について説明する。図１は、冷凍システムにおいて冷房時の四方弁の状態を示しており、電磁開閉弁１０はリード線１７からの電流はオフとなっており、開閉ボール弁１４はプランジャ１５を介してばね１５ａにより、弁座体１８に当接しているため、電磁弁孔９内の高圧冷媒は開閉ボール弁１４によって遮断されている。その結果、高圧流孔３ｄ，３ｅ内の高圧冷媒は第１ボール弁２１ａ及び第２ボール弁２１ｂの両方に作用するが、第１ボール弁２１ａの側のほうが作用面積が大きいことから図１及び図２に示す位置になる。したがって、高圧冷媒は高圧導入孔２、高圧流孔３ｄ、切換弁孔６、第２の孔３ｇ、チェック弁孔７及び第２のポート３ａに流れ、適宜熱交換器等（図外）に提供される。この時、チェック弁３０は右から第１チェック弁３１ａに高圧冷媒が作用し、左からは第２チェック弁３１ｂに低圧冷媒が作用する結果、図１に示すような位置関係となり、高圧流孔３からの高圧冷媒が直接低圧導出孔４から導出されることはない。
【００２１】
そして、第２のポート３ａから熱交換器等に提供された冷媒は低圧冷媒となって第１のポート５ａに流入し、チェック弁孔７内（第２チェック弁３１ｂ側）を通って低圧導出孔４から導出され、コンプレッサ等に還流する。
【００２２】
次に、暖房時における各弁の配置状態と冷媒の流れについて図３，４を参照して説明する。暖房時にはリード線１７からソレノイド１１に電流が供給され、電磁効果によって吸引子１３が磁化される。この結果、プランジャ１５はばね１５ａに抗して上方に吸引され、開閉ボール弁１４も上動する。その結果、弁座体１８の連通孔は開となり、電磁弁孔９内の高圧冷媒はボール弁孔２４ｂ内に供給され、切換弁孔６の中央空間６ｂの圧力が低下する。
【００２３】
一方、切換弁孔６の中央空間６ｂの圧力が低下したことで、作用面積の大きい第２ボール弁２１ｂ側が吸引され、切換弁２０は右方に移動し図３，４の状態となる。その結果、第１ボール弁２１ａ側は低圧冷媒側となり、高圧流孔３ｅ内の高圧冷媒は第１の孔５を通ってチェック弁孔７に流入し、その結果、チェック弁３０を右方に移動させる。そして、高圧冷媒は第２チェック弁３１ｂ側及び第１のポート５ａを通って熱交換器等に供給されることになる。また、第１のポート５ａから熱交換器等に提供された冷媒は第２のポート３ａに戻り、チェック弁孔７（第１チェック弁３１ａ側）を通って低圧導出孔４から導出されコンプレッサ（図外）に戻ることになる。
【００２４】
以上のように、冷暖房の切換により冷媒の流れ方向を反転させるに当って、ブロック１に取り付けられている電磁開閉弁１０への電気をオン、オフするだけで自動的に切換弁２０及びチェック弁３０が切り換えられることになり、冷媒の流れを適宜反転させられることに至ったのである。以上、四方弁の一実施例を示したが、本発明は上記実施例に限るものではなく、電磁開閉弁１０、切換弁２０、チェック弁３０等は適宜、これらの機能を実現する他の手段で置換が可能である。また、ブロック１内における、電磁開閉弁１０、切換弁２０、チェック弁３０及びこれらの弁部を連通する孔（管路）の位置関係も本発明の趣旨の範囲で適宜設計変更が可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の構成のより、本発明は下記の効果を奏する。
本発明の四方弁は、単一のブロックに冷媒の導入口、導出口、流孔（管路）及び弁体を内在させたことで、構造の簡略化とコンパクト化を実現した。また、管路間に冷媒の流れをオン・オフする電磁開閉弁をブロックに付設したから、電磁開閉弁の付設に伴う管路の取付を不要にした。
【００２６】
また、管路中の第１の孔と第２の孔との間の切換弁は、高圧冷媒側が開、低圧冷媒側が閉としたことで、ブロック内の構成を単純化した。また、切換弁は、２つのボール弁を用いたことで、ブロック内における切換弁の取付・加工が容易となった。更に、管路中の第１の孔と第２の孔との間にチェック弁を介装させ、該チェック弁は、高圧冷媒側が閉、低圧冷媒側が開となるようにしたことで、ブロック内の構成を更に単純化した。更に、チェック弁は、２つのチェック弁を用いたたことで、ブロック内における切換弁の取付・加工を容易にした。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施例の冷房時の縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線の断面図。
【図３】同実施例の暖房時の縦断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ線の断面図。
【符号の説明】
１・・・ブロック  ２・・・高圧導入孔
３，３ｄ〜３ｅ・・・高圧流孔  ３ａ・・・第２のポート
３ｂ・・・閉止ボルト  ３ｃ・・・閉止ボルト  ３ｇ・・・第２の孔
４・・・低圧導出孔  ５・・・第１の孔  ５ａ・・・第１のポート
６・・・切換弁孔  ６ａ・・・ボール弁座  ６ｂ・・・中央空間
７・・・チェック弁孔  ７ａ，７ｂ・・・チェック弁座
８・・・連通孔  ８ａ・・・止めボルト
９・・・電磁弁孔  １０・・電磁開閉弁  １１・・ソレノイド
１２・・プランジャ案内筒  １３・・吸引子  １３ａ・・吸引子止めボルト
１４・・開閉ボール弁  １５・・プランジャ  １５ａ・・ばね
１６・・取付弁筒  １７・・リード線  １８・・弁座体
１９・・閉止ボルト  ２０・・切換弁
２１ａ・・第１ボール弁  ２１ｂ・・第２ボール弁
２２・・ボール連結体  ２２ａ，２２ｂ・・ボール保持部  ２３・・ばね
２４・・閉止ボルト  ２４ａ・・シール
２４ｂ・・ボール弁孔  ２４ｃ・・ボール弁座
３０・・チェック弁
３１ａ・・第１チェック弁  ３１ａ’・・連通部
３１ｂ・・第２チェック弁  ３１ｂ’・・連通部
３２・・チェック弁連結体
３３ａ・・右止ボルト  ３３ｂ・・左止ボルト
【図１】
0003981274.tif 000002
【図２】
0003981274.tif 000003
【図３】
0003981274.tif 000004
【図４】
0003981274.tif 000005