(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四つの配管の流路を切り換える四方向切換弁において、
第１の配管が連通接続された共通通路を有する弁ケースと、
前記弁ケ一ス内の前記共通通路から遮蔽されるよう形成されて第２の配管が連通接続された遮蔽室と、
前記弁ケースの一端側に配置され第３の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第１の弁座と、
前記弁ケースの他端側に配置され第４の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第２の弁座と、
前記第１の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第１の弁体と、
前記第２の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第２の弁体と、
一端が前記遮蔽室の隔壁を構成しながら前記遮蔽室に開口し他端が前記第３の配管の接続部の空間に開口し前記他端が前記第１の弁体を開閉するように軸線方向に進退自在に配置された第１の筒状弁と、
一端が前記遮蔽室の隔壁を構成しながら前記遮蔽室に開口し他端が前記第４の配管の接続部の空間に開口し前記他端が前記第２の弁体を開閉するように軸線方向に進退自在に配置された第２の筒状弁と、
前記第１の筒状弁の前記隔壁と前記第３の配管の接続部の空間を仕切る第１の仕切壁との間に配置され前記隔壁に形成されたオリフィスを介して前記遮蔽室に連通接続された第１の調圧室と、
前記第２の筒状弁の前記隔壁と前記第４の配管の接続部の空間を仕切る第２の仕切壁との間に配置され前記隔壁に形成されたオリフィスを介して前記遮蔽室に連通接続された第２の調圧室と、
前記第１の調圧室または第２の調圧室に前記弁ケ一ス内の流体圧力を切換導入して前記第１の筒状弁および第２の筒状弁を軸線方向に移動させるパイロット弁と、
を備えていることを特徴とする四方向切換弁。
【請求項２】
前記パイロット弁は、前記弁ケ一ス内の前記共通通路から分岐した流路を切り換えて前記第１の調圧室または第２の調圧室に連通接続するソレノイド駆動の二方向切換弁としたことを特徴とする請求項１記載の四方向切換弁。
【請求項３】
四つの配管の流路を切り換える四方向切換弁において、
第１の配管が連通接続された共通通路を有する弁ケースと、
前記弁ケ一ス内の前記共通通路から遮蔽されるよう形成されて第２の配管が連通接続された遮蔽室と、
前記弁ケースの一端側に配置され第３の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第１の弁座と、
前記弁ケースの他端側に配置され第４の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第２の弁座と、
前記第１の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第１の弁体と、
前記第２の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第２の弁体と、
中央部が前記遮蔽室に開口し両端が前記第３の配管の接続部の空間および前記第４の配管の接続部の空間にそれぞれ開口し一端が前記第１の弁体を、他端が前記第２の弁体を開閉するように軸線方向に移動自在に配置され途中にフランジ部を有する筒状弁と、
前記遮蔽室の隔壁と前記筒状弁のフランジ部との間に配置され前記遮蔽室の隔壁に形成されたオリフィスを介して前記弁ケ一ス内の前記共通通路に連通接続された第１の調圧室と、
前記第４の配管の接続部の空間を仕切る仕切壁と前記筒状弁のフランジ部との間に配置され前記仕切壁に形成されたオリフィスを介して前記弁ケ一ス内の前記共通通路に連通接続された第２の調圧室と、
前記第１の調圧室または第２の調圧室内の流体圧力を前記遮蔽室へ切換導入して前記筒状弁を軸線方向に移動させるパイロット弁と、
を備えていることを特徴とする四方向切換弁。
【請求項４】
前記パイロット弁は、前記第１の調圧室または第２の調圧室に連通接続された流路を切り換えて前記遮蔽室へ連通接続するソレノイド駆動の二方向切換弁としたことを特徴とする請求項３記載の四方向切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は四方向切換弁に関し、特に自動車のヒートポンプ方式冷暖房装置などにおける冷媒管路の切り換えに用いられる四方向切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
四方向切換弁は、四つの配管Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの流路を切り換える弁であって、ＡとＤとが連通してＢとＣとが連通する状態と、ＡとＣとが連通してＢとＤとが連通する状態とを切り換えることができるようにした切換弁である。
【０００３】
そのような従来の四方向切換弁は、一般に、各配管に通じる四つの開口が形成された平面状の弁座に対して、お椀状のスライド弁をスライド自在に密着させて配置し、スライド弁の位置を移動させることにより、連通する配管の組み合わせが切り換わるようになっている。
【０００４】
このため、スライド弁とその弁座とは、滑り性の優れた硬さのある材料を用いて、漏れが発生しないように鏡面レベルの超高精度の平面度を有するように製造しなければならないので、部品コストが非常に高くなる。しかも、僅かな磨耗が漏れの原因になるが、スライド弁と弁座との間のシール部分は可動部分であるため、ゴム製シール部材などを用いることができない。
【０００５】
これに対し、本願出願人は、特願平１０−０４９０７６号において、超高精度のシール部品を用いることなく通常レベルの部品の組み合わせにより、確実に配管の四方向切り換えを行うことができる四方向切換弁を提案している。この四方向切換弁によれば、第１の配管が連通接続された弁ケースと、弁ケ一ス内の空間から遮蔽されて形成されて第２の配管が連通接続された遮蔽室と、第３の配管の接続部と弁ケース内空間との間の連通路に弁ケース内空間側に向けて形成された第１の弁座と、第４の配管の接続部と弁ケース内空間との間の連通路に弁ケース内空間側に向けて形成された第２の弁座と、第１と第２の弁座の各々に弁ケース内空間側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第１と第２の弁体と、一端側が遮蔽室と連通する状態に開口し他端側開口が第３の配管接続部側から第１の弁体に接離するように軸線方向に進退自在に配置された第１の筒状弁と、一端側が遮蔽室と連通する状態に開口し他端側開口が第４の配管接続部側から第２の弁体に接離するように軸線方向に進退自在に配置された第２の筒状弁とを設け、第１と第２の筒状弁を軸線方向に連動して移動させることにより、第１と第３の配管が連通して第２と第４の配管が連通する状態と、第１と第４の配管が連通して第２と第３の配管が連通する状態とが切り換わるようにしている。
【０００６】
上記出願の四方向切換弁では、ソレノイド駆動のパイロット弁で第１および第２の筒状弁を軸線方向に連動して移動することにより連通路の切り換えを行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記出願の四方向切換弁では、軸線方向に複数の空間が配置されている。すなわち、第１の配管が連通接続された軸線方向両側の常に高圧の空間と、第２の配管が連通接続された中央の常に低圧の空間と、それらの間にて第３および第４の配管が連通接続された空間、それぞれピストン状部材を駆動するための常に高圧の空間および調圧室との合計９個の空間が配置されている。しかしながら、このような構造の四方向切換弁は、それぞれの空間を仕切るシール部材などの構成要素が多く、コストが高くなる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、構造を簡単にしてコスト低減を図った四方向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、四つの配管の流路を切り換える四方向切換弁において、第１の配管が連通接続された共通通路を有する弁ケースと、
前記弁ケ一ス内の前記共通通路から遮蔽されるよう形成されて第２の配管が連通接続された遮蔽室と、前記弁ケースの一端側に配置され第３の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第１の弁座と、前記弁ケースの他端側に配置され第４の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第２の弁座と、前記第１の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第１の弁体と、前記第２の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第２の弁体と、一端が前記遮蔽室の隔壁を構成しながら前記遮蔽室に開口し他端が前記第３の配管の接続部の空間に開口し前記他端が前記第１の弁体を開閉するように軸線方向に進退自在に配置された第１の筒状弁と、一端が前記遮蔽室の隔壁を構成しながら前記遮蔽室に開口し他端が前記第４の配管の接続部の空間に開口し前記他端が前記第２の弁体を開閉するように軸線方向に進退自在に配置された第２の筒状弁と、前記第１の筒状弁の前記隔壁と前記第３の配管の接続部の空間を仕切る第１の仕切壁との間に配置され前記隔壁に形成されたオリフィスを介して前記遮蔽室に連通接続された第１の調圧室と、前記第２の筒状弁の前記隔壁と前記第４の配管の接続部の空間を仕切る第２の仕切壁との間に配置され前記隔壁に形成されたオリフィスを介して前記遮蔽室に連通接続された第２の調圧室と、前記第１の調圧室または第２の調圧室に前記弁ケ一ス内の流体圧力を切換導入して前記第１の筒状弁および第２の筒状弁を軸線方向に移動させるパイロット弁と、を備えていることを特徴とする四方向切換弁が提供される。
【００１０】
このような四方向切換弁によれば、パイロット弁が共通通路と第１の調圧室とを連通接続するよう切り換えられた場合、第１の配管を通じて導入された高圧流体は、共通通路、パイロット弁を介して第１の調圧室に導入され、第１の筒状弁は第２の筒状弁を軸線方向に押すように作用する。これにより、第２の筒状弁は第２の弁体を開弁させる。第１の筒状弁が第２の弁体の方へ移動されることにより、第１の弁体は閉弁する。したがって、第１の配管は第２の弁体と第２の弁座との間を介して第４の配管と連通状態になり、第２の配管は第１の筒状弁の中空部を介して第３の配管と連通状態になる。パイロット弁が共通通路と第２の調圧室とを連通接続するよう切り換えられると、第１の配管を通じて導入された高圧流体は、共通通路、パイロット弁を介して第２の調圧室に導入され、第２の筒状弁は第１の筒状弁を軸線方向に押すように作用する。これにより、第１の筒状弁は第１の弁体を開弁させる。第２の筒状弁が第１の弁体の方へ移動されることにより、第２の弁体は閉弁する。したがって、第１の配管は第１の弁体と第１の弁座との間を介して第３の配管と連通状態になり、第２の配管は第２の筒状弁の中空部を介して第４の配管と連通状態に切り換わることになる。
【００１１】
また、本発明によれば、四つの配管の流路を切り換える四方向切換弁において、第１の配管が連通接続された共通通路を有する弁ケースと、前記弁ケ一ス内の前記共通通路から遮蔽されるよう形成されて第２の配管が連通接続された遮蔽室と、前記弁ケースの一端側に配置され第３の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第１の弁座と、前記弁ケースの他端側に配置され第４の配管の接続部と前記弁ケース内の前記共通通路との間の連通路に前記弁ケース内の前記共通通路側に向けて形成された第２の弁座と、前記第１の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第１の弁体と、前記第２の弁座に前記弁ケース内の前記共通通路側から対向して閉じ方向に付勢されて配置された第２の弁体と、中央部が前記遮蔽室に開口し両端が前記第３の配管の接続部の空間および前記第４の配管の接続部の空間にそれぞれ開口し一端が前記第１の弁体を、他端が前記第２の弁体を開閉するように軸線方向に移動自在に配置され途中にフランジ部を有する筒状弁と、前記遮蔽室の隔壁と前記筒状弁のフランジ部との間に配置され前記遮蔽室の隔壁に形成されたオリフィスを介して前記弁ケ一ス内の前記共通通路に連通接続された第１の調圧室と、前記第４の配管の接続部の空間を仕切る仕切壁と前記筒状弁のフランジ部との間に配置され前記仕切壁に形成されたオリフィスを介して前記弁ケ一ス内の前記共通通路に連通接続された第２の調圧室と、前記第１の調圧室または第２の調圧室内の流体圧力を前記遮蔽室へ切換導入して前記筒状弁を軸線方向に移動させるパイロット弁と、を備えていることを特徴とする四方向切換弁が提供される。
【００１２】
このような四方向切換弁によれば、パイロット弁が遮蔽室と第１の調圧室とを連通接続するよう切り換えられた場合、第１の配管を通じて導入された高圧流体は、共通通路、オリフィスを介して第２の調圧室に導入され、筒状弁は第１の弁体の方向に押すように作用し、第１の弁体を開弁させる。筒状弁が第１の弁体の方へ移動されることにより、第２の弁体は閉弁する。したがって、第１の配管は第１の弁体と第１の弁座との間を介して第３の配管と連通状態になり、第２の配管は筒状弁の中空部を介して第４の配管と連通状態になる。パイロット弁が遮蔽室と第２の調圧室とを連通接続するよう切り換えられると、第１の配管を通じて導入された高圧流体は、共通通路、オリフィスを介して第１の調圧室に導入され、筒状弁は第２の弁体を軸線方向に押して開弁させる。筒状弁が第２の弁体の方へ移動されることにより、第１の弁体は閉弁する。したがって、第１の配管は第２の弁体と第２の弁座との間を介して第４の配管と連通状態になり、第２の配管は筒状弁の中空部を介して第３の配管と連通状態に切り換わることになる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、自動車のヒートポンプ方式冷暖房装置に適用した場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は冷房運転時の四方向切換弁の切り換え動作概要を示す説明図である。自動車のヒートポンプ方式冷暖房装置は、圧縮機１と、アキュムレータ２と、室外熱交換器３と、膨張装置４と、室内熱交換器５と、四方向切換弁６とから構成されている。四方向切換弁６は、第１の配管Ａ、第２の配管Ｂ、第３の配管Ｃおよび第４の配管Ｄを有し、第１の配管Ａは圧縮機１の出力側の冷媒配管に接続され、第２の配管Ｂはアキュムレータ２の入力側の冷媒配管に接続され、第３の配管Ｃは室内熱交換器５の出力側の冷媒配管に接続され、第４の配管Ｄは室外熱交換器３の入力側の冷媒配管に接続される。
【００１５】
四方向切換弁６は、第１の配管Ａに連通接続され全体が密閉された弁ケース１１を有している。その弁ケース１１内の中間部分には、第１の配管Ａに連通する空間から遮蔽された遮蔽室１２が形成されていて、第２の配管Ｂがその遮蔽室１２に連通接続されている。弁ケース１１内の一端には、端面が開口した円筒状の第１の弁座１３が弁ケース１１の端部方向に向けて形成され、第３の配管Ｃがその第１の弁座１３に対して連通接続されている。弁ケース１１内の他端には、端面が開口した円筒状の第２の弁座１４が弁ケース１１の端部方向に向けて形成され、第４の配管Ｄがその第２の弁座１４に対して連通接続されている。第１の弁座１３に対向して、第１の弁体１５が、第１の圧縮コイルスプリング１６で閉じ方向に付勢されて配置され、第２の弁座１４に対向して、第２の弁体１７が、第２の圧縮コイルスプリング１８で閉じ方向に付勢されて配置されている。また、弁ケース１１内には、細長い管状の筒状弁２０が軸線方向に移動可能に配置されている。この筒状弁２０は、中間部分では遮蔽室１２を貴通し、両端部分では第３の配管Ｃ内および第４の配管Ｄ内に差し込まれている。筒状弁２０の全長は、第１および第２の弁座１３，１４間の距離とほぼ等しく形成されており、遮蔽室１２内に位置する筒状弁２０の中央部分には切欠孔２１が開口形成されている。そして、筒状弁２０が通過する各壁部との間には、弾力性のあるＯリング等の環状のシール部材９が装着されていて、弁ケース１１内と各配管Ｂ，Ｃ，Ｄとの間の冷媒の漏れが防止されている。
【００１６】
ここで、四方向切換弁６が図示のような構成にあるとき、すなわち、筒状弁２０が第２の圧縮コイルスプリング１８の付勢力に抗して第２の弁体１７を押すことにより、第１の弁体１５が第１の弁座１３に密着され、第２の弁体１７が第２の弁座１４より離れた状態にあるとき、圧縮機１によって圧縮された高温加圧ガスの冷媒は、第１の配管Ａより四方向切換弁６に導入され、第２の弁体１７と第２の弁座１４との間を通って第４の配管Ｄへ導かれる。その冷媒は、室外熱交換器３にて冷却されることにより凝縮され、膨張装置４を通ることにより、低温低圧のガスおよび液体になる。その液体の冷媒は室内熱交換器５にて熱交換されることにより蒸発し、そのガスは第３の配管Ｃを介して四方向切換弁６に導入される。導入されたガスは、筒状弁２０の内孔および第２の配管Ｂを介してアキュムレータ２に導かれ、そこで気液分離された後、圧縮機１へ導入される。これにより、室内熱交換器５にて熱交換された空気は、冷却されて車室内に導入されることになる。
【００１７】
図２は暖房運転時の四方向切換弁の切り換え動作概要を示す説明図である。四方向切換弁６が切り換えられて、暖房運転の構成にあるとき、筒状弁２０は第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力に抗して第１の弁体１５を押している状態を保持し、これにより第１の弁体１５は第１の弁座１３より離れた位置に置かれ、第２の弁体１７は第２の弁座１４に密着された状態にされる。これにより、圧縮機１によって圧縮された高温加圧ガスの冷媒は、第１の配管Ａより四方向切換弁６に導入され、第１の弁体１５と第１の弁座１３との間を通って第３の配管Ｃへ導かれる。その冷媒は、室内熱交換器５による熱交換によって凝縮され、膨張装置４を通ることにより、低温低圧のガスおよび液体になる。その液体の冷媒は室外熱交換器３にて熱交換されることにより蒸発し、そのガスは第４の配管Ｄを介して四方向切換弁６に導入される。導入されたガスは、筒状弁２０の内孔および第２の配管Ｂを介してアキュムレータ２に導かれ、そこで気液分離された後、圧縮機１へ導入される。これにより、室内熱交換器５にて熱交換された空気は、加熱されて車室内に導入されることになる。
【００１８】
次に、第１の実施の形態に係る四方向切換弁６の詳細な内部構成について説明する。
図３は四方向切換弁の概観を示す正面図、図４は四方向切換弁の部分平面断面図である。図３に示したように、四方向切換弁６は、弁ケース１１の正面の端面に第１の配管Ａ、第２の配管Ｂ、第３の配管Ｃおよび第４の配管Ｄを有し、その側部には二方向切換弁を構成するソレノイド駆動のパイロット弁３０が設けられている。このパイロット弁３０には、図３のＸ−Ｘ矢視断面を示す図４に見られるように、第１の配管Ａに連通する共通通路３１に開口された高圧導入孔３２と、図示しない二つの調圧室にそれぞれ開口された２本のパイロット孔３３，３４とが接続されている。四方向切換弁６の切り換えは、第１の配管Ａが受ける高圧冷媒を高圧導入孔３２を介して導入し、導入された高圧冷媒の流路をソレノイドのオン・オフ制御により切り換え、パイロット孔３３または３４を介していずれか一方の調圧室に高圧冷媒を導入して筒状弁２０をその軸線方向に移動することにより行われる。
【００１９】
図５はソレノイドオフ時における四方向切換弁の縦断面図であって、図４のＹ−Ｙ矢視断面であり、図６はソレノイドオフ時における四方向切換弁の別の縦断面図であって、図４のＺ−Ｚ矢視断面である。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要素については、同じ符号を付してある。
【００２０】
弁ケース１１の中は、その長手方向に弁機構部を収容する空間と共通通路３１を構成する空間とが形成され、両端は蓋によって気密に閉止されている。弁機構部は、第１の圧縮コイルスプリング１６と、第１の弁体１５と、第１の弁座１３と、第１の仕切壁３５と、第１および第２の筒状弁２０ａ，２０ｂと、第２の仕切壁３６と、第２の弁座１４と、第２の弁体１７と、第２の圧縮コイルスプリング１８とを備えている。
【００２１】
第１の配管Ａに連通接続された共通通路３１は、その両端にて、第１の弁体１５および第２の弁体１７が収容される空間に連通されている。第１の弁座１３と第１の仕切壁３５との間の空間は第３の配管Ｃに連通接続され、第２の弁座１４と第２の仕切壁３６との間の空間は第４の配管Ｄに連通接続されている。
【００２２】
第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂは、互いに当接する端面側に切欠孔２１ａ，２１ｂを有し、第２の配管Ｂが連通接続された空間に開口している。また、第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂは、それぞれフランジ部３７，３８を有し、それらフランジ部３７，３８と第１および第２の仕切壁３５，３６との間に第１および第２の調圧室４１，４２を構成する空間が形成されている。第１および第２の筒状弁２０ａ，２０ｂのフランジ部３７，３８は、図１および図２に示した遮蔽室１２の一部を構成し、フランジ部３７，３８によって囲まれた空間は第２の配管Ｂに連通接続されている。また、各フランジ部３７，３８には、第１および第２の調圧室４１，４２と第２の配管Ｂに連通接続された空間とを連通させるオリフィス４３，４４がそれぞれ設けられている。そして、この弁機構部の軸線方向中央部には、縮径された段差部４５が設けられており、その軸方向端面は、第１または第２の筒状弁２０ａ，２０ｂのフランジ部３７，３８が移動してきたときに、オリフィス４３，４４の開口部と当接する位置にある。
【００２３】
また、図６に見ることができるように、弁ケース１１の外に設けられたパイロット弁３０は、電磁コイル５１と、弁体を構成する可動鉄芯５２と、高圧導入孔３２およびパイロット孔３３が設けられた固定鉄芯５３と、パイロット孔３４が設けられた弁座５４と、可動鉄芯５２を固定鉄芯から離れる方向へ常時付勢する圧縮コイルスプリング５５とを備えている。高圧導入孔３２は共通通路３１に連通接続され、パイロット孔３３は第１の調圧室４１に連通接続され、パイロット孔３４は第２の調圧室４２に連通接続されている。
【００２４】
次に、この四方向切換弁６の動作について説明する。まず、電磁コイル５１が通電されていないソレノイドオフの状態では、可動鉄芯５２が圧縮コイルスプリング５５の付勢力により移動されて、パイロット孔３４は閉じられ、パイロット孔３３は開いた状態に保持されている。これにより、第１の配管Ａを通じて共通通路３１に導入された高圧の冷媒は、高圧導入孔３２を通じて可動鉄芯５２を収容するシリンダ内に導入され、さらに、パイロット孔３３を通じて第１の調圧室４１に導入される。このとき、第２の調圧室４２はオリフィス４４を介して第２の配管Ｂが連通接続された低圧の空間と連通状態にあってその空間とほぼ等圧になっている。第１の調圧室４１には高圧の冷媒が導入されているので、第１の調圧室４１と第２の調圧室４２とにおける圧力差により、第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂは、第２の圧縮コイルスプリング１８の付勢力に抗して第２の弁体１７を押し、第２の弁体１７を第２の弁座１４から離して開弁状態に保持する。一方、第１の弁体１５は、第１の圧縮コイルスプリング１６により第１の弁座１３に押し付けられ、閉弁状態に保持される。なお、第１の筒状弁２０ａのフランジ部３７は段差部４５に当接されてオリフィス４３の出口が段差部４５にて閉止されているので、第１の調圧室４１内の冷媒がオリフィス４３を介して漏出する量は非常に少ない。
【００２５】
この結果、第１の配管Ａに導入された冷媒が共通通路３１を通り、第２の弁座１４と第２の弁体１７との間を通って第４の配管Ｄへ流れる流路が形成され、同時に、第３の配管Ｃに導入された冷媒が第１の筒状弁２０ａの中央空間、切欠孔２１ａ，２１ｂを通って第２の配管Ｂへ流れる流路が形成される。
【００２６】
図７はソレノイドオン直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図、図８はソレノイドオン時における四方向切換弁の縦断面図である。次に、電磁コイル５１が通電されてソレノイドオンとなると、まず、可動鉄芯５２が圧縮コイルスプリング５５の付勢力に抗して固定鉄芯５３に吸引され、パイロット孔３３は閉じられ、逆にパイロット孔３４は開いた状態に保持される。これにより、第１の配管Ａを通じて共通通路３１に導入された高圧の冷媒は、高圧導入孔３２を通じて可動鉄芯５２を収容するシリンダ内に導入され、そのシリンダと可動鉄芯５２との隙間を通り、さらに、パイロット孔３４を通じて第２の調圧室４２に導入される。このとき、第１の調圧室４１はオリフィス４３を介して第２の配管Ｂが連通接続された低圧の空間と連通状態になることで次第に減圧される。第２の調圧室４２には高圧の冷媒が導入されて増圧されているので、第１の調圧室４１と第２の調圧室４２とにおける圧力差により、第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂは、第１の弁体１５の方へ移動されるようになる。これに伴って、第２の弁体１７は第２の圧縮コイルスプリング１８の付勢力により第２の弁座１４に接近していき、そして閉弁する。このように、弁切換のとき、図７に示したように、完全に切り換わる途中で、第１の弁体１５および第２の弁体１７はいずれも同時に閉弁する状態が存在する。
【００２７】
第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂが第１の弁体１５の方へさらに移動すると、第１の筒状弁２０ａは第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力に抗して第１の弁体１５を押し、第１の弁体１５を第１の弁座１３から離して開弁させる。
【００２８】
第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂがさらに移動し、図８に示したように、第２の筒状弁２０ｂのフランジ部３８が段差部４５に衝突することでその移動は停止する。これにより、第１の弁体１５は、第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力に抗して、開弁状態に保持され、第２の弁体１７は、第２の圧縮コイルスプリング１８の付勢力により、閉弁状態に保持される。なお、第１および第２の筒状弁２０ａ，２０ｂの移動の際に、第２の調圧室４２に導入された冷媒は、オリフィス４４を介して微小漏れするが、フランジ部３８が段差部４５に当接することにより、微小漏れが非常に少なくなる。
【００２９】
この結果、第１の配管Ａに導入された冷媒が共通通路３１を通り、第１の弁座１３と第１の弁体１５との間を通って第３の配管Ｃへ流れる流路が形成され、同時に、第４の配管Ｄに導入された冷媒が第２の筒状弁２０ｂの中央空間を通って第２の配管Ｂへ流れる流路が形成され、切換が完了する。
【００３０】
図９はソレノイドオフ直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図である。以上のソレノイドオンの状態からソレノイドオフの状態に移るときは、まず、固定鉄芯５３の吸引されていた可動鉄芯５２が圧縮コイルスプリング５５の付勢力により弁座５４に押し付けられ、パイロット孔３３は開けられ、パイロット孔３４は閉じた状態に保持される。これにより、第１の配管Ａを通じて共通通路３１に導入された高圧の冷媒は、高圧導入孔３２を通じて可動鉄芯５２を収容するシリンダ内に導入され、さらに、パイロット孔３３を通じて第１の調圧室４１に導入される。このとき、第２の調圧室４２はオリフィス４４を介して第２の配管Ｂが連通接続された低圧の空間と連通状態になることで次第に減圧される。第１の調圧室４１には高圧の冷媒が導入されて増圧されているので、第１の調圧室４１と第２の調圧室４２とにおける圧力差により、第１の筒状弁２０ａおよび第２の筒状弁２０ｂは、第２の弁体１７の方へ移動されるようになる。
【００３１】
その後、第２の筒状弁２０ｂは、第２の弁体１７に当接し、さらに第２の圧縮コイルスプリング１８の付勢力に抗して第２の弁体１７を押圧し、第１の筒状弁２０ａのフランジ部３７が段差部４５に当接することによって、図６に示したソレノイドオフの状態になる。
【００３２】
次に、第２の実施の形態に係る四方向切換弁６の詳細な内部構成について説明する。
図１０は第２の実施の形態に係る四方向切換弁の概観を示す正面図、図１１はソレノイドオフ時における四方向切換弁の縦断面図である。これらの図において、第１の実施の形態における構成要素と同じまたは同等の要素については同じ符号を付してある。四方向切換弁６は、弁ケース１１の正面の端面に第１の配管Ａ、第２の配管Ｂ、第３の配管Ｃおよび第４の配管Ｄを有し、その背面にはソレノイド駆動のパイロット弁３０が設けられている。このパイロット弁３０は、第１の実施の形態では、高圧側の流路を切り換えるようにしたのに対し、低圧側の流路を切り換えるような構成にしてある。すなわち、可動鉄芯５２によって開閉されるパイロット孔３３，３４は、第１の実施の形態の場合と同様に、それぞれ第１の調圧室４１、第２の調圧室４２に連通接続されているが、第１の調圧室４１または第２の調圧室４２からの冷媒を流すための低圧導出孔５６が第２の配管Ｂに連通されている空間へ連通接続されている。
【００３３】
弁機構部は、第１の圧縮コイルスプリング１６と、第１の弁体１５と、第１の弁座１３と、第１の仕切壁３５と、筒状弁２０と、第２の仕切壁３６と、第２の弁座１４と、第２の弁体１７と、第２の圧縮コイルスプリング１８とを備えている。
【００３４】
第１の配管Ａに連通接続された共通通路３１は、その両端にて、第１の弁体１５および第２の弁体１７が収容される空間にそれぞれ連通されている。第１の弁座１３と第１の仕切壁３５との間の空間は第３の配管Ｃに連通接続され、第２の弁座１４と第２の仕切壁３６との間の空間は第４の配管Ｄに連通接続されている。また、第２の弁座１４と第２の仕切壁３６とは一体に形成され、これらを貫通して第２の調圧室４２に連通するオリフィス４４が設けられている。また、共通通路３１を形成する壁の段差部４５には、第１の調圧室４１に連通するオリフィス４３が設けられている。また、筒状弁２０は、その中央部に切欠孔２１を有し、第２の配管Ｂが連通接続された空間に開口している。
【００３５】
筒状弁２０は、フランジ部５７を有し、そのフランジ部５７と段差部４５との間、およびフランジ部５７と第２の仕切壁３６との間には第１および第２の調圧室４１，４２を構成する空間が形成されている。また、フランジ部５７には、オリフィス４３，４４の開口部に対向する位置に隆起部が設けられている。
【００３６】
次に、この四方向切換弁６の動作について説明する。まず、電磁コイル５１が通電されていないソレノイドオフの状態では、可動鉄芯５２が圧縮コイルスプリング５５の付勢力により移動されて、パイロット孔３４は閉じられ、パイロット孔３３は開いた状態に保持されている。これにより、パイロット孔３３および低圧導出孔５６が連通状態になり、パイロット孔３３および低圧導出孔５６の通路断面がオリフィス４３の通路断面より十分に大きいので、第１の調圧室４１は第２の配管Ｂの連通接続された空間とほぼ同圧（低圧）になる。一方、パイロット孔３４は可動鉄芯５２によって閉止されているので、高圧の冷媒が導入される共通通路３１とオリフィス４４を介して連通される第２の調圧室４２は、高圧になる。
【００３７】
したがって、第１の調圧室４１と第２の調圧室４２とにおける圧力差により、筒状弁２０には第１の弁体１５の方向への付勢力が働き、筒状弁２０は、第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力に抗して第１の弁体１５を押し、第１の弁体１５を第１の弁座１３から離して開弁状態に保持する。一方、第２の弁体１７は、第２の圧縮コイルスプリング１８により第２の弁座１４に押し付けられ、閉弁状態に保持される。
【００３８】
この結果、第１の配管Ａに導入された冷媒が共通通路３１を通り、第１の弁座１３と第１の弁体１５との間を通って第３の配管Ｃへ流れる流路が形成され、同時に、第４の配管Ｄに導入された冷媒が筒状弁２０の中央空間、切欠孔２１を通って第２の配管Ｂへ流れる流路が形成される。
【００３９】
図１２はソレノイドオン直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図、図１３はソレノイドオン時における四方向切換弁の縦断面図である。次に、電磁コイル５１が通電されてソレノイドオンとなると、まず、その直後では、可動鉄芯５２が圧縮コイルスプリング５５の付勢力に抗して固定鉄芯５３に吸引され、パイロット孔３３は閉じられ、逆にパイロット孔３４は開いた状態に保持される。これにより、第２の調圧室４２は、パイロット孔３４、低圧導出孔５６を介して第２の配管Ｂへ通じる流路が形成され、第２の調圧室４２にあった高圧の冷媒が第２の配管Ｂへ連通接続された低圧の空間へ流出して、第２の調圧室４２は低圧になろうとする。このとき、第１の調圧室４１は、パイロット孔３３が固定鉄芯５３によって閉止されるので、オリフィス４３を介して共通通路３１の高圧の冷媒が導入されるようになる。第１の調圧室４１と第２の調圧室４２とにおける圧力差により、筒状弁２０は、第２の弁体１７の方向へ付勢力が働き、移動されるようになる。これに伴って、第１の弁体１５は第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力により第１の弁座１３に接近していき、そして閉弁する。
【００４０】
さらに、筒状弁２０が移動し、図１３に示したように、フランジ部５７が第２の仕切壁３６に衝突することでその移動は停止する。これにより、第２の弁体１７は、第２の圧縮コイルスプリング１８の付勢力に抗して、開弁状態に保持され、第１の弁体１５は、第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力により、閉弁状態に保持される。
【００４１】
この結果、第１の配管Ａに導入された冷媒が共通通路３１を通り、第２の弁座１４と第２の弁体１７との間を通って第４の配管Ｄへ流れる流路が形成され、同時に、第３の配管Ｃに導入された冷媒が筒状弁２０の中央空間、切欠孔２１を通って第２の配管Ｂへ流れる流路が形成され、切換が完了する。
【００４２】
図１４はソレノイドオフ直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図である。以上のソレノイドオンの状態からソレノイドオフの状態に移るときは、まず、固定鉄芯５３の吸引されていた可動鉄芯５２が圧縮コイルスプリング５５の付勢力により弁座５４に押し付けられ、パイロット孔３３は開けられ、パイロット孔３４は閉じた状態に保持される。これにより、第１の調圧室４１は、パイロット孔３３、低圧導出孔５６を介して第２の配管Ｂが連通接続された低圧の空間と連通状態になることで流路が形成されることにより、低圧になろうとする。第２の調圧室４２は可動鉄芯５２によって流路が絶たれたことにより、第１の配管Ａを通じて共通通路３１に導入された高圧の冷媒が導入されるようになる。これにより、第１の調圧室４１と第２の調圧室４２とにおける圧力差により、筒状弁２０は、第１の弁体１５の方へ移動されるようになる。
【００４３】
その後、筒状弁２０は、さらに第１の圧縮コイルスプリング１６の付勢力に抗して第１の弁体１５を押圧し、フランジ部５７が段差部４５に当接することによって、図１１に示したソレノイドオフの状態になる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、第１の配管が連通接続された軸線方向両側の常に高圧の二つの空間と、第２の配管が連通接続された中央の常に低圧の空間と、これらの空間の間にて第３および第４の配管が連通接続された二つの空間と、第２の配管が連通接続された中央の常に低圧の空間の両側または片側に設けた二つの調圧室との合計７個の空間が配置される構成にした。これにより、それぞれの空間を仕切るシール部材などの構成要素の数が減り、製造コストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷房運転時の四方向切換弁の切り換え動作概要を示す説明図である。
【図２】暖房運転時の四方向切換弁の切り換え動作概要を示す説明図である。
【図３】四方向切換弁の概観を示す正面図である。
【図４】四方向切換弁の部分平面断面図である。
【図５】ソレノイドオフ時における四方向切換弁の縦断面図である。
【図６】ソレノイドオフ時における四方向切換弁の別の縦断面図である。
【図７】ソレノイドオン直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図である。
【図８】ソレノイドオン時における四方向切換弁の縦断面図である。
【図９】ソレノイドオフ直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る四方向切換弁の概観を示す正面図である。
【図１１】ソレノイドオフ時における四方向切換弁の縦断面図である。
【図１２】ソレノイドオン直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図である。
【図１３】ソレノイドオン時における四方向切換弁の縦断面図である。
【図１４】ソレノイドオフ直後の切換遷移状態を示す四方向切換弁の縦断面図である。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  アキュムレータ
３  室外熱交換器
４  膨張装置
５  室内熱交換器
６  四方向切換弁
９  シール部材
１１  弁ケース
１２  遮蔽室
１３  第１の弁座
１４  第２の弁座
１５  第１の弁体
１６  第１の圧縮コイルスプリング
１７  第２の弁体
１８  第２の圧縮コイルスプリング
２０  筒状弁
２０ａ  第１の筒状弁
２０ｂ  第２の筒状弁
２１，２１ａ，２１ｂ  切欠孔
３０  パイロット弁
３１  共通通路
３２  高圧導入孔
３３，３４    パイロット孔
３５  第１の仕切壁
３６  第２の仕切壁
３７，３８    フランジ部
４１  第１の調圧室
４２  第２の調圧室
４３，４４    オリフィス
４５  段差部
５１  電磁コイル
５２  可動鉄芯
５３  固定鉄芯
５４  弁座
５５  圧縮コイルスプリング
５６  低圧導出孔
５７  フランジ部
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ  配管
【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】
0003774334.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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