JP2001248882A

JP2001248882A - 冷凍サイクルの制御装置

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Publication number: JP2001248882A
Application number: JP2000058969A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kiuchi; 信行木内; Yoshitaka Yoshizawa; 至孝吉澤; Seiichi Nakahara; 誠一中原; Hiroshi Ito; 浩伊藤
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】冷凍サイクルにおいて、複数種類の流路切換
弁に対して信頼性を確保でき、冷凍サイクルのコストを
低減できる冷凍サイクルの制御装置を提供する。【解決手段】マイコン４７０に複数種類の流路切換弁
に対する制御プログラムを記憶しておく。ＩＣ[1] ４０
６−１で複数種類の流路切換弁における電磁コイル１０
１−１を駆動する。ＩＣ[1] ４０６−１とＩＣ[2] ４０
６−２で、電磁コイル１０１−１、１０１−２のバイポ
ーラ駆動により、ある種の流路切換弁のステッピングモ
ータを駆動する。マイコン４７０にジャンパ端子Ｃ５−
１（およびＣ５−２）を設ける。ジャンパ端子Ｃ５−１
（あるいはジャンパ端子Ｃ５−１およびＣ５−２）で流
路切換弁の種類を選択決定する。マイコン４７０におい
て、選択決定された流路切換弁に対応する制御プログラ
ムにより、選択決定された流路切換弁を切り換え制御す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷凍サイクルの制
御装置に関し、特にヒートポンプ式空気調和機等におい
て冷媒の流路を切り換える流路切換弁に対して、操作手
段、あるいは制御工程の異なる複数の流路切換弁を切り
換え制御する冷凍サイクルの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、冷暖房ユニットなどの冷凍サイク
ルにおいて、圧縮機からの高圧冷媒の供給先を、室内側
熱交換器と室外側熱交換器との一方から他方に切り換え
ることで、室内の冷房と暖房とを行えるようにしてい
る。そして、このような高圧冷媒の流路を切り換える流
路切換弁として四方弁が用いられている。このような冷
凍サイクルに関連する技術として、例えば、特公昭３５
−１２６８９号公報、実公昭５５−５３８２５号公報、
特許第２６９４０３２号公報、特開平１０−４７８１２
号公報、特開平１１−３７３３２号公報、特開平１１−
１３９１９号公報、特開平１０−２８１３２１号公報に
開示されたものがある。

【０００３】（従来技術−１）特公昭３５−１２６８９
号公報と実公昭５５−５３８２５号公報のものは、流路
切換弁の本体内を高圧室と２つの圧力変換室とに区画し
たスライド式の流路切換弁である。代表的な操作手段は
パイロット電磁部の電磁コイルをＯＮ／ＯＦＦする駆動
回路であり、交流駆動式電磁コイルや直流駆動式電磁コ
イルが使用される。この直流駆動式電磁コイルの場合は
一方向の通電印加である。

【０００４】（従来技術−２）特許第２６９４０３２号
公報のものは、流路切換弁の本体内を高圧室と圧力変換
室とに区画し、圧力変換室側から高圧室側に向けて付勢
する付勢手段（ばね）を備えたスライド式の流路切換弁
である。代表的な操作手段はパイロット電磁部の電磁コ
イルをＯＮ／ＯＦＦする駆動回路であり、通常、暖房運
転時はＯＦＦであり、冷房運転時は所定時間の間、電磁
コイルをＯＮし、高圧室の圧力が付勢手段の力を上回る
ようにする。これによりＯＦＦしても、主弁は位置を保
持しているものである。交流駆動式電磁コイルや直流駆
動式電磁コイルが使用され、この直流駆動式電磁コイル
の場合は一方向の通電印加であり、これらの電磁コイル
が一定の省エネ効果をもたらすものである。

【０００５】（従来技術−３）特開平１０−４７８１２
号公報と特開平１１−３７３３２号公報のものは、高圧
側の流路と低圧側の流路とを連通させる連通行程を備え
たロータリ式流路切換弁である。代表的な操作手段はパ
イロット電磁部の電磁コイルを所定時間の間ＯＮ／ＯＦ
Ｆする駆動回路であり、電磁コイルのＯＮ／ＯＦＦによ
り、流路が切り換えられる。通常、直流コイルで双方向
の通電印加であり、従来技術−２に比べて、更に省エネ
効果をもたらすものである。

【０００６】（従来技術−４）特開平１１−１３９１９
号公報のものは、モータの駆動力を利用して流路を切り
換えるロータリ式流路切換弁である。代表的な操作手段
は、モータのコイルを所定時間の間、ＯＮする駆動回路
であり、モータのコイルのＯＮにより流路が切り換えら
れる。通常、直流コイルで双方向の通電印加であり、従
来技術−２と同様の省エネ効果をもたらすものである。

【０００７】（従来技術−５）特開平１０−２８１３２
１号公報のものは、電動膨張弁を駆動するステッピング
モータの駆動力を利用し、電動膨張弁の絞り制御域以外
の流路切換弁切換域を利用して流路を切り換えるロータ
リ式流路切換弁である。代表的な操作手段は、ステッピ
ングモータの直流コイルを駆動する駆動回路であり、ス
テッピングモータの直流コイルの通電印加を行うもので
ある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ヒートポン
プ式冷凍サイクルを、例えば、ルームエアコンとすると
冷房能力を基準として、例えば、２．２ｋＷ、２．５ｋ
Ｗ、２．８ｋＷ、３．２ｋＷ、４．０ｋＷ、５．０ｋＷ
などの機種が準備されている。このとき、例えば３．２
ｋＷ以下の機種には（口径の小さな）一の流路切換弁が
使用され、例えば３．２ｋＷを超える機種には（口径の
大きな）他の流路切換弁が使用される。このとき、操作
手段も制御工程も同じであるような２つの（一の、他
の）流路切換弁が使用されるとは限らない。その例を以
下に示す。

【０００９】一の流路切換弁に前記従来技術−２、他の
流路切換弁に前記従来技術−１を用いる場合について説
明する。ここでは、能力の小さな機種がより省エネが必
要であり、従来技術−１よりも省エネタイプの従来技術
−２を用いるとする。このとき、例えば、交流コイルを
使用するとして、暖房運転時がＯＦＦ、冷房運転時がＯ
Ｎとなるように、冷媒配管を流路切換弁に接続する。接
続配管の標準化のためには、例えば、後述する導管７を
室内熱交換器、後述する導管８を室外熱交換器に接続す
るように統一される。こうして、操作手段（駆動回路）
は同じであるが、制御工程の異なる流路切換弁が用いら
れることとなった。一の流路切換弁は、冷房運転時には
所定時間の間の通電印加（ＯＮ）で位置を保持できる
が、他の流路切換弁は、冷房運転時に、長時間の間、通
電印加（ＯＮ）しなければ、位置を保持できない構成と
なっている。ここで、冷房運転が要求される夏期は「外
気温度」が高く、通電印加による電磁コイルの内部の発
熱のために、電磁コイルの温度が上昇してしまい、コイ
ルの絶縁劣化などが発生し、流路切換弁の信頼性に問題
があった。

【００１０】また、一の流路切換弁に前記従来技術−
３、他の流路切換弁に前記従来技術−１を用いる場合に
ついて説明する。ここでは、能力の小さな機種がより省
エネが必要であり、前記従来技術−２よりもさらに省エ
ネタイプの従来技術−３を用いるとする。このとき、例
えば、従来技術−１には商用交流電力を印加する交流コ
イルを使用し、暖房運転時がＯＮ、冷房運転時がＯＦＦ
となるように、冷媒配管を流路切換弁に接続する。一
方、従来技術−３は直流コイルの双方向駆動型であり、
かつ所定時間の間、通電印加の後は、位置保持されるの
で、通電印加が不要となるラッチタイプである。ここ
で、従来技術−１は電磁コイルの温度上昇の問題は解決
されたものの、交流駆動型であり、一方、従来技術−３
は直流の双方向駆動型である。すなわち、２つの操作手
段（駆動回路）と２つの制御工程とを必要とする。こう
して、操作手段（駆動回路）も異なり、制御工程も異な
る流路切換弁が用いられることとなった。このとき、制
御工程はマイコンのメモリを用いるのみで対応できるの
で部材は増えないが、操作手段（駆動回路）は２つ必要
でありその分ハードウエア（部材）が余分に必要とな
り、コストアップになる点と地球環境を汚染するという
点に問題があった。

【００１１】また、さらに、一の流路切換弁に前記従来
技術−４、他の流路切換弁に前記従来技術−５を用いる
場合について説明する。従来技術−４は、直流モータで
所定時間の間、通電印加することにより、流路を切り換
えており、通電は双方向駆動型である。従来技術−５
は、ステッピングモータによる複合弁である。絞り制御
域以外の「暖房切換域」、「冷房切換域」に位置させる
ことで、流路を切り換えている。２つの弁は共に、ロー
タリ式流路切換弁である。しかし、従来技術−５は、四
方弁部と絞り弁部とが合体化され、冷媒配管が複合弁に
集中し、従来技術−４に比べて、配管処理が複雑となっ
てしまい、結局、室外ユニットの配管構成の標準化を妨
げコストアップの要因になるという問題があった。

【００１２】本発明は、複数（種類）の流路切換弁に対
して信頼性を確保するとともに、冷凍サイクルのコスト
を低減できる冷凍サイクルの制御装置を提供することを
課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】請求項１の冷凍サイクル
の制御装置は、冷凍サイクルの流路切換弁を切り換え制
御する冷凍サイクルの制御装置であって、複数の流路切
換弁から１つの流路切換弁を選択決定する選択決定手段
と、前記複数の流路切換弁の各々に対応する制御工程と
を備えており、前記選択決定した流路切換弁を、該流路
切換弁に対応する制御工程で切り換え制御することを特
徴とする。

【００１４】請求項２の冷凍サイクルの制御装置は、請
求項１の構成を備え、前記複数の流路切換弁は、操作手
段により電気的に駆動される電気的駆動弁と、非電気的
に駆動される非電気的駆動弁とを含み、前記操作手段で
電気的駆動弁を切り換え制御する制御行程と、前記非電
気的駆動弁を切り換え制御する制御工程とを備えること
を特徴とする。

【００１５】請求項３の冷凍サイクルの制御装置は、請
求項１の構成を備え、前記複数種類の流路切換弁は、非
電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁を含み、前記
複数の非電気的駆動弁を切り換え制御する複数の制御工
程を備えることを特徴とする。

【００１６】請求項１の冷凍サイクルの制御装置によれ
ば、複数の流路切換弁に対応する制御工程を選択決定す
る選択決定手段を備えているので、制御工程の異なる複
数の流路切換弁を選択的に切り換え制御できる。したが
って、複数の流路切換弁に対して信頼性を確保し、コス
トを低減することができる。

【００１７】請求項２の冷凍サイクルの制御装置によれ
ば、操作手段により電気的に駆動される電気的駆動弁
と、非電気的に駆動される非電気的駆動弁との組合せに
適用して、請求項１と同様な作用効果が得られる。

【００１８】請求項３の冷凍サイクルの制御装置によれ
ば、非電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁の組合
せに適用して、請求項１と同様な作用効果が得られる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明による冷凍サイクル
の制御装置の実施形態を図面を参照して説明する。

【００２０】図１０は本発明の実施形態に係る冷凍サイ
クルの一例を示すブロック図であり、この実施形態の冷
凍サイクルは室内ユニット（図の一点鎖線の内側）と室
外ユニット（図の一点鎖線の外側）とによるヒートポン
プ式エアコンにおいて構成されている。図中４は圧縮
機、９Ａは室内ユニットに搭載された室内熱交換器、９
Ｂは室外ユニットに搭載された室外熱交換器、１０Ａは
絞り装置、２００はアキュムレータ、１００は四方弁を
構成するロータリ式流路切換弁である。

【００２１】圧縮機４の吐出口は流路切換弁１００に接
続され、圧縮機４の吸入口はアキュムレータ２００を介
して流路切換弁１００に接続されている。また、流路切
換弁１００は熱交換器用導管を介して室内熱交換器９Ａ
と室外熱交換器９Ｂとに接続され、絞り装置１０Ａは室
内熱交換器９Ａと室外熱交換器９Ｂとの間に介設されて
いる。これにより、圧縮機４、流路切換弁１００、アキ
ュムレータ２００、室内熱交換器９Ａ、室外熱交換器９
Ｂ、及び、絞り装置１０Ａは冷凍サイクルＡを構成して
いる。

【００２２】圧縮機４は冷媒を圧縮し、この圧縮された
冷媒は流路切換弁１００に流入されるが、後述するよう
にこの流路切換弁１００は運転モードに応じて流路が切
り換えられ、圧縮機４からの冷媒は流路切換弁１００で
選択的に切り換えられた流路に応じて室内熱交換器９Ａ
または室外熱交換器９Ｂに流入される。すなわち、暖房
運転モードでは、図に実線の矢印で示したように、圧縮
された冷媒は流路切換弁１００から室内熱交換器９Ａに
流入され、この室内熱交換器９Ａは凝縮器として機能
し、室内熱交換器９Ａから流出された冷媒液は絞り装置
１０Ａを介して室外熱交換器９Ｂに流入され、この室外
熱交換器９Ｂは蒸発器として機能する。そして、室外熱
交換器９Ｂで蒸発された冷媒は流路切換弁１００及びア
キュムレータ２００を介して圧縮機４に流入される。一
方、冷房運転モードでは、図に破線の矢印で示したよう
に、圧縮機４で圧縮された冷媒は流路切換弁１００から
室外熱交換器９Ｂ、絞り装置１０Ａ、室内熱交換器９
Ａ、流路切換弁１００、アキュムレータ２００、そし
て、圧縮機４の順に循環され、室外熱交換器９Ｂが凝縮
器として機能し、室内熱交換器９Ａが蒸発器として機能
する。

【００２３】室内ユニットには室内熱交換器９Ａを通過
する空気を送風するためのクロスフローファン９１Ａが
設けられており、このクロスフローファン９１Ａを回転
させる熱交換器モータ９２Ａは、マイクロコンピュータ
等で構成された室内制御部３００の制御によりドライバ
３０１を介して回転制御が行われる。これにより、室内
熱交換器９Ａの熱交換能力が制御される。また、室内温
度Ｔａは温度センサ３０２によって検出され、室内熱交
換器９Ａの温度Ｔｃは温度センサ３０３によって検出さ
れる。なお、赤外線式等のリモコン５００の信号を受信
部３０４で受信することにより、室内制御部３００の運
転の切換えや設定等がリモコン操作でも可能となってい
る。

【００２４】室外ユニットには室外熱交換器９Ｂを通過
する空気を送風するためのファン９１Ｂが設けられてお
り、このファン９１Ｂを回転させる熱交換器モータ９２
Ｂは、マイクロコンピュータ等で構成された室外制御部
４００の制御によりドライバ４０１を介して回転制御が
行われる。これにより、室外熱交換器９Ｂの熱交換能力
が制御される。また、外気温度Ｔａ´は温度センサ４０
２によって検出され、室外熱交換器９Ｂの温度Ｔｃ´は
温度センサ４０３によって検出される。また、室外制御
部４００はドライバ４０４を介して絞り装置１０Ａの絞
りの開度を制御する。さらに、室外制御部４００は、圧
縮機４の吐出部温度Ｔｄを温度センサ４０５で検出する
と共に、後述説明するインバータモジュールからの三相
電力により圧縮機４を駆動制御する。

【００２５】また、室外制御部４００は、流路切換弁駆
動源としてのドライバ４０６に対して運転モード制御信
号ＳDRV を出力し、ドライバ４０６から流路切換弁１０
０に対する電源の供給を制御する。なお、流路切換弁１
００は後述説明するように流路を切り換えるための電磁
コイルを備えており、運転モード制御信号ＳDRV に基づ
くドライバ４０６からの供給電源に応じて流路を切り換
える。

【００２６】なお、この例では流路切換弁１００として
ロータリ式のものを示しているが、流路切換弁１００と
して、例えば前述の特公昭３５−１２６８９号公報ある
いは特許第２６９４０３２号公報のようなスライド式の
流路切換弁を用いても同様な冷凍サイクルＡが構成され
る。なお、このようなスライド式の流路切換弁１００の
場合はパイロット電磁部の電磁コイルがドライバ４０６
で駆動されるものである。ただし、電磁コイルを備える
パイロット電磁部、あるいはモータなどを用いたロータ
リ式流路切換弁１００の場合、ステッピングモータを用
いたロータリ式流路切換弁１００の場合、スライド式の
流路切換弁１００の場合では、ドライバ４０６による駆
動制御の詳細はそれぞれ異なっている。また、後述する
非電気的な動力で流路が切り換えられる流路切換弁１０
０の場合にはドライバ４０６は用いない。

【００２７】図１１は室内制御部３００と室外制御部４
００の主に電気系統を示すブロック図である。室内制御
部３００は主電源をオン／オフするパワーリレー３１０
を内蔵しており、このパワーリレー３１０を介して、例
えば１００Ｖの単相交流がＡＣ／ＤＣコンバータ３２０
に供給され、ＡＣ／ＤＣコンバータ３２０で各種所定の
直流電圧に変換され、マイコン３３０等に供給される。
なお、マイコン３３０にはＥＥＰＲＯＭ３４０が接続さ
れている。また、パワーリレー３１０を介して供給され
る１００Ｖの単相交流は電源供給線２００を介して室外
制御部４００にも供給される。

【００２８】室外制御部４００では、供給される交流を
ノイズフィルタ４１０にかけた後、コンバータ４２０で
整流して平滑コンデンサ４３０で平滑し、所定の直流電
圧が生成される。前記生成された直流による電流は、シ
ャント抵抗４４０を介してインバータモジュール４５０
に供給される。そして、インバータモジュール４５０に
より三相電力が生成され圧縮機４に供給される。一方、
平滑コンデンサ４３０の出力はＤＣ／ＤＣコンバータ４
６０により、所定の内部直流電圧に変換され、マイコン
４７０等に供給される。そして、マイコン４７０はイン
バータモジュール４５０にドライブ信号を出力すること
により、圧縮機４を運転制御する。この圧縮機４が冷媒
を圧縮する能力はドライブ信号の周波数（Ｈｚ）によっ
て制御され、周波数（Ｈｚ）が高い程、圧縮能力が高く
なる。例えば、１５Ｈｚと１０Ｈｚとでは１５Ｈｚのと
きのほうが１０Ｈｚのときより冷媒の圧力が高くなる。
なお、マイコン４７０にはＥＥＰＲＯＭ４８０および電
圧検出器４９０が接続されており、このＥＥＰＲＯＭ４
８０には、冷凍サイクルの停止時の切り換え位置に対応
した後述する主弁体の位置の位置データが記憶される。
また、マイコン４７０は通信線２１０を介して室内制御
部３００のマイコン３３０とシリアル通信を行ってデー
タの授受を行う。

【００２９】図９は本発明の冷凍サイクルの制御装置の
一実施形態の原理的ブロック図であり、この原理的ブロ
ック図の各要素は図１０及び図１１の各要素や各要素の
組合せに対応している。なお、冷凍サイクルＡにおいて
図１０と同じ要素には同符号を付記してある。図９に一
点鎖線で示した制御装置Ｃは、室内制御部３００及び室
外制御部４００に対応しており、この制御装置Ｃの処理
部Ｃ１は室内制御部３００のマイコン３３０及び室外制
御部４００のマイコン４７０に対応している。また、入
力部Ｃ２は室内ユニットの受信部３０４、あるいは図示
しないマニュアルスイッチに対応し、検出部Ｃ３は、温
度センサ３０２、３０３、４０２、４０３、４０５、あ
るいは図示しないが、圧力検出手段、流量検出手段、周
波数検出手段などに対応し、半固定記憶部Ｃ４は室内制
御部３００のＥＥＰＲＯＭ３４０および室外制御部４０
０のＥＥＰＲＯＭ４８０に対応している。

【００３０】さらに、選択決定手段Ｃ５は本発明の一つ
の特徴であり、この選択決定手段Ｃ５は制御部４００に
接続されているジャンパ端子とジャンパ等である。そし
て、この選択決定手段Ｃ５により、流路切換弁１００の
種類に応じて、制御工程、あるいは後述の流路切換弁駆
動部４０６の駆動／非駆動等の選択が決定される。

【００３１】絞り装置駆動部Ｃ６、利用側熱交換器駆動
部Ｃ７、熱源側熱交換器駆動部Ｃ８および圧縮機駆動部
Ｃ９は、後述する制御プログラムの実行により機能する
手段である。また、流路切換弁駆動部４０６はドライバ
４０６に対応している。

【００３２】絞り装置駆動部Ｃ６は絞り装置駆動源４０
４に制御信号を出力し、絞り装置駆動源４０４を介して
絞り装置１０Ａの絞りの開度を制御する。利用側熱交換
器駆動部Ｃ７は利用側熱交換器駆動源（例えば、ファン
モータのドライバ）３０１に制御信号を出力し、利用側
熱交換器駆動源３０１は制御信号に応じてクロスフロー
ファン９１Ａを駆動し、運転または停止するとともに、
回転数により室内（利用側）熱交換器９Ａの熱交換能力
を制御する。熱源側熱交換器駆動部Ｃ８は熱源側熱交換
器駆動源（例えば、ファンモータのドライバ）４０１に
制御信号を出力し、熱源側熱交換器駆動源４０１は制御
信号に応じてファン９１Ｂを駆動し、運転または停止す
るとともに、回転数により室外（熱源側）熱交換器９Ｂ
の熱交換能力を制御する。

【００３３】また、処理部Ｃ１は流路切換弁駆動部４０
６（ドライバ４０６）に制御信号（運転モード制御信号
ＳDRV ）を出力し、流路切換弁駆動部４０６は、制御信
号に応じて、流路切換弁１００の流路を切り換えるため
の流路切換弁駆動源（後述説明する電磁コイル）１０１
に電力を供給する。さらに、圧縮機駆動部Ｃ９は圧縮機
動力源（例えば、インバータモジュール、及びモータ）
４５０に制御信号を出力し、圧縮機動力源４５０は圧縮
機４を駆動し、圧縮機４は正回転、逆回転、始動、停
止、能力切換え等が制御される。圧縮機動力源はモータ
に限定されず、エンジンであっても良いことはいうまで
もない。

【００３４】さらに、後述の非電気的に駆動される流路
切換弁１００（非電気的駆動弁）を選択した場合は、圧
縮機４の正回転、逆回転、始動、停止、能力切換えが制
御されることにより、冷凍サイクルＡにおける冷媒の圧
力が制御され、これにより、流路切換弁駆動部４０６と
流路切換弁駆動源１０１とを用いることなく、流路切換
弁１００の流路が切換えられる。

【００３５】なお、冷凍サイクルは例示したヒートポン
プ式エアコンに限定されず、ヒートポンプ式チラーユニ
ット、エンジン駆動式、あるいはカーエアコンなども含
まれることはいうまでもない。

【００３６】図１は第１実施形態の冷凍サイクルの制御
装置の要部ブロック図であり、室外制御部４００のマイ
コン４７０には、ダブルアーム回路からなるＩＣ[1] ４
０６−１が接続されており、このＩＣ[1] ４０６−１に
は流路切換弁の電磁コイル１０１−１が接続される。ま
た、マイコン４７０にはジャンパ端子Ｃ５−１が設けら
れている。

【００３７】電磁コイル１０１−１は、前記従来技術−
１（特公昭３５−１２６６８９号公報と実公昭５５−５
３８２５号公報のもの）や前記従来技術−２（特許第２
６９４０３２号公報のもの）などのスライド式流路切換
弁の電磁コイル、あるいは、前記従来技術−３（特開平
１０−４７８１２号公報と特開平１１−３７３３２号公
報のもの）や前記従来技術−４（特開平１１−１３９１
９号公報のもの）などのロータリ式流路切換弁の電磁コ
イルである。そして、マイコン４７０からの制御信号に
よりＩＣ[1] ４０６−１を介して通電／非通電の制御を
行う。言うまでもなく、一方向通電式の電磁コイルの場
合はＩＣ[1] ４０６−１を介して一方向の通電／非通電
の制御を行う。あるいは、別途に専用の駆動部を設けて
通電／非通電の制御を行ってもよい。

【００３８】また、前記従来技術−５（特開平１０−２
８１３２１号公報のもの）などのステッピングモータを
用いるロータリ式流路切換弁の場合には、図１に破線で
示したようにＩＣ[2] ４０６−２および電磁コイル１０
１−２を用い、マイコン４７０からの制御信号によりＩ
Ｃ[1] ４０６−１、ＩＣ[2] ４０６−２により、バイポ
ーラ駆動することによりステッピングモータを制御す
る。言うまでもなく、ユニポーラ駆動式のステッピング
モータの場合は一方向の通電／非通電の制御であるか
ら、別途に専用の駆動部を設けて通電／非通電の制御を
行う。

【００３９】マイコン４７０には、例えば上記各種の流
路切換弁の内の任意の２つの制御プログラムを記憶して
おき、ジャンパ端子Ｃ５−１を切り替えることで、制御
対象とする流路切換弁を選択し、選択された制御プログ
ラムにより流路切換弁を切り換え制御する。さらに、３
種類あるいは４種類の流路切換弁の制御プログラムを記
憶しておき、図１に破線で示したようにジャンパ端子Ｃ
５−２を設け、２つのジャンパＣ５−１、Ｃ５−２によ
り１つの流路切換弁およびその制御プログラムを選択す
るようにもできる。さらに、同様にして多種類の流路切
換弁から所望の１つの流路切換弁を選択して切り換え制
御するようにもできる。

【００４０】次に、第２および第３実施形態の冷凍サイ
クルの制御装置を説明するにあたり、制御対象例として
３種類のロータリ式流路切換弁１００について説明す
る。なお、図９、図１０および図１１の流路切換弁１０
０は、以下の３種類の流路切換弁１００に対応するもの
であるが、以下の３種類の流路切換弁１００を区別する
ために、符号１００の後にハイフンと番号１、２および
３を付加して説明する。ここで、非電気的駆動弁である
流路切換弁１００−２および流路切換弁１００−３は、
図９、図１０および図１１に示す流路切換弁駆動部（ド
ライバ）４０６と流路切換弁駆動源（電磁コイル）１０
１とが不要であることは言うまでもない。

【００４１】図１２はパイロット電磁部の電磁コイルに
通電して流路を切り換える第１のロータリ式流路切換弁
１００−１を示す断面図であり、この流路切換弁１００
−１は特開平１０−４７８１２号公報のものと同じ流路
切換弁である。流路切換弁１００−１は、大別すると、
弁本体２、主弁部ＶＭ、パイロット弁部（パイロット電
磁部）ＶＰ及び磁気回路Ｍによって構成されている。弁
本体２は円筒状に形成され、その上端はケーシング３の
下部に挿入固定され、その下端には、主弁座１０が固定
されている。そして、主弁座１０の中央に立設された軸
１３により軸支された主弁体４８が弁本体２の内側に回
転可能に設けられている。

【００４２】主弁座１０には、前記圧縮機４の冷媒吸入
口に通じる導出口１１が形成されるとともに、圧縮機４
の冷媒吐出口に接続される導入口１２が、軸１３を挟ん
で導出口１１の反対側に形成されている。さらに、図に
は現れていないが、軸１３を中心とする円周上で、導出
口１１および導入口１２と各々略９０°離間した位置
に、前記室内熱交換器９Ａと前記室外熱交換機９Ｂにそ
れぞれ接続される２つの通孔が形成されている。ここ
で、一方の通孔は、図には現れていない導管７を介して
前記室内熱交換器９Ａに接続され、他方の通孔は、導管
８を介して前記室外熱交換器９Ｂに接続されている。ま
た、主弁体４８の下面（主弁座１０側の面）には、主弁
座１０の導出口１１、導入口１２および２つの通孔が並
ぶ周上に対向するように、それぞれ円弧状の連絡溝２１
およびガイド溝２２が形成されている。

【００４３】主弁体４８の上部には、円筒状の導磁性ヨ
ーク３３が設けられ、この導磁性ヨーク３３の外周には
４つの永久磁石片１４（他の２つは図には現れていな
い）が取り付けられ、この４つの永久磁石片１４は、そ
の外周側の極性（Ｓ極／Ｎ極）が一つ置きに異なるよう
に配設されている。また、ケーシング３の下方開放端は
弁本体２の上端近傍の周囲を封止するようになっている
が、永久磁石片１４の周囲においては周上に１８０°位
置で相対向する２枚の舌状部３Ａ、３Ｂとなっている。
これにより、電磁コイル１０１に通電することにより、
舌状部３Ａ、３Ｂと４個の永久磁石辺１４の極性に応じ
て主弁体４８が回転され、流路が切り換えられる。

【００４４】一方、磁気回路Ｍは、吸引子１６、ケーシ
ング３、主弁体４８に設けた導磁性ヨーク３３、永久磁
石片１４、プランジャー１５で構成され、上記主弁部Ｖ
Ｍ及びパイロット弁部ＶＰの両方の弁の駆動に使用され
る。

【００４５】吸引子１６の下端にはプランジャーチュー
ブ１８が取付られるとともに、このプランジャーチュー
ブ１８と吸引子１６の回りに電磁コイル１０１が配設さ
れている。プランジャー１５は吸引子１６との間に圧縮
コイルばね２０を配してプランジャーチューブ１８内に
摺動自在に配設されており、圧縮コイルばね２０は、プ
ランジャー１５をパイロット弁座４８ａの方向、すなわ
ち弁閉方向に付勢する。また、プランジャー１５の下面
中央には、パイロット弁体１５ａが突設され、一方、主
弁体４８の上部中央にはパイロットポート４７が穿設さ
れ、このパイロットポート４７は連絡溝２１に連通して
いる。そして、パイロットポート４７の端部はパイロッ
ト弁座４８ａを構成しており、上下に摺動するプランジ
ャー１５のパイロット弁体１５ａとパイロット弁座４８
ａとによってパイロット弁を構成している。

【００４６】なお、導出口１１には冷凍サイクルの圧縮
機４の冷媒吸入口に通じる吸入管６が取り付けられ、導
入口１２には、圧縮機４の冷媒出口に通じる吐出管５が
取り付けられる。そして、導入口１２を有する管路は、
ガイド溝２２内に突出し、回動する主弁体４８の回動方
向のストッパとして機能する。

【００４７】以上の構成により、流路切換弁１００−１
は次のように動作する。図１２は、冷房運転モードにお
ける電磁コイル１０１の非通電状態（流路の保持状態）
に相当しており、この状態は、冷凍サイクルの圧縮機４
の吐出口に接続されている導入口１２と室外熱交換器９
Ｂに接続されている通孔とがガイド溝２２を経由して連
通され、また、圧縮機４の吸入口に接続されている導出
口１１と室内熱交換器９Ａの出口に接続している通孔が
連絡溝２１を経由して連通されている状態である。な
お、後述の都合上、冷房運転モードにおける流路切換弁
１００−１の主弁体４８の位置を第２箇所とする。

【００４８】この結果、冷媒は、圧縮機４→流路切換弁
１００−１→室外熱交換器９Ｂ→絞り１０Ａ→室内熱交
換器９Ａ→流路切換弁１００−１→圧縮機４の経路で循
環することとなる。このとき、圧縮機４の吐出口から出
た高温、高圧の冷媒は導入口１２を通って主弁体４８の
上下に同じ圧力で印加されている。すなわち、パイロッ
ト弁座４８ａが閉状態であるから、プランジャー１５側
の空間２５内が高圧となっている。この状態において、
暖房運転モードへ切り換えるように指示されたとする
と、ケーシング３が例えばＮ極になるように電磁コイル
１０１を励磁すべく、運転モード制御信号ＳDRV を出力
する。

【００４９】これにより磁気回路Ｍは、まず、プランジ
ャー１５を吸引子１６に吸引させ、パイロット弁座４８
ａを開状態とする。この状態になると、パイロットポー
ト４７から冷媒が空間２５内に流出するため、主弁体上
部の圧力が主弁体下部の圧力より低くなり、主弁体４８
が上昇して主弁座１０から離れる。この結果、主弁体４
８上部の圧力と主弁体下部の圧力が同圧となり、すなわ
ち、圧縮機４の冷媒吸入口に通じる低圧導出口１１と圧
縮機４の冷媒吐出口に通じる高圧導入口１２と、２つの
通孔との冷媒の圧力を強制的にほぼ同一の圧力とする。
主弁体４８が上昇している時、圧縮機４より吐出される
冷媒やオイルは高圧導入口１２から空間２６を介して、
直接、低圧導出口１１へ戻り、室内熱交換器９Ａや室外
熱交換器９Ｂ側へは流出しない。

【００５０】また、このとき、対向する一対の永久磁石
辺１４はケーシング３Ａ，３Ｂから反発作用を受け、他
方の一対の永久磁石辺１４はケーシング３Ａ，３Ｂから
吸引作用を受け、主弁体４８は回転することとなる。こ
れにより、冷凍サイクルの圧縮機４の吐出口に接続され
ている導入口１２と室内熱交換器９Ａに接続されている
通孔とがガイド溝２２を経由して連通され、また、圧縮
機４の吸入口に接続されている導出口１１と室外熱交換
器９Ｂの出口に接続している通孔が連絡溝２１を経由し
て連通されている状態となる。この結果、冷媒は、圧縮
機４→流路切換弁１００−１→室内熱交換器９Ａ→絞り
１０Ａ→室外熱交換器９Ｂ→流路切換弁１００−１→圧
縮機４の経路で循環し、冷凍サイクルは暖房運転モード
に切り換わることとなる。なお、後述の都合上、暖房運
転モードにおける流路切換弁１００−１の主弁体４８の
位置を第１箇所とする。

【００５１】なお、暖房運転モードで運転を行うととも
に、運転モード制御信号ＳDRV を出力し電磁コイル１０
１への電力供給を停止し、電磁コイル１０１を非励磁状
態にすると、圧縮コイルばね２０によりプランジャー１
５及び主弁体４８は再び下降し、主弁体４８と主弁座１
０は当接し、主弁体４８のパイロット弁座４８ａが閉状
態となる。このとき、ケーシングに磁力は無く、主弁体
４８と主弁座１０は切り換わったままとなり、この状態
を保持することとなる。

【００５２】また、暖房運転モードから、冷房運転モー
ド、除湿運転モードあるいは除霜運転モードに切り換え
るときは、ケーシング３が前記暖房運転モードへの切換
え時と逆の極性となるように電磁コイル１０１に通電を
行う。これにより、プランジャー１５が吸引子１６に吸
引され、パイロット弁座４８ａが開状態となって主弁体
４８が上昇し、主弁体４８が逆方向に回転され、流路が
切り換えられる。

【００５３】図１３は非電気的な動力により流路を切り
換えられる第２のロータリ式流路切換弁１００−２の断
面図であり、円筒状の弁ハウジング５３の内部に、略円
柱状の主弁体５５を、回転可能でかつ回転軸方向に移動
可能に収容して、弁ハウジング５３の開放端を弁座５７
により閉塞すると共に、弁ハウジング５３の内部に、主
弁体５５を弁座５７から離間させるように付勢する第１
コイルスプリング５９を収容し、さらに、アウタハウジ
ング５３ａの上部閉塞端と主弁体５５との間に、主弁体
５５を弁座５７に接近する方向に付勢する第２コイルス
プリング７３を収容して構成されている。

【００５４】詳しくは、前記弁ハウジング５３は、アウ
タハウジング５３ａと上下２つのインナハウジング５３
ｂ，５３ｃとで構成されており、このうち、アウタハウ
ジング５３ａは、一端が開放され他端が閉塞された円筒
状に形成されていて、アウタハウジング５３ａの他端に
は吐出管５が接続されている。

【００５５】前記上下の各インナハウジング５３ｂ，５
３ｃは、アウタハウジング５３ａの内部に収容できる外
径の円筒状を呈しており、上インナハウジング５３ｂの
下辺部は９０゜周期で山部と谷部とが連なるような形状
とされ、下インナハウジング５３ｃの上辺部は上インナ
ハウジング５３ｂの下辺部の形状に沿うように９０゜周
期で山部と谷部とが連なるような形状とされている。こ
れにより、主弁体５５の周囲と対向する弁ハウジング５
３の内周面に９０°毎に上下する螺旋錠のカム溝５３ｊ
が形成されている。

【００５６】前記弁座５７には、底面側から導管７が接
続される第１切換ポート５７ａと、底面側から導管８が
接続される第２切換ポート５７ｂとが、弁座５７の中心
を挟んで対向する位置に各々貫設されている。また、図
には現れていないが、これら第１及び第２の切換ポート
５７ａ，５７ｂから弁座５７の周方向に９０゜ずつ位相
をずらした箇所に２つの低圧側ポートが貫設されてい
て、これら２つの低圧側ポートには、弁座５７の底面側
から、吸入管６が二股に分岐されて各々接続される。

【００５７】また、主弁体５５には、弁座５７の切換ポ
ート５７ａ，５７ｂおよび２つの低圧側ポートが並ぶ周
上に対向するように、半円弧状の低圧側連通溝５５ａ
と、切換ポート５７ａまたは５７ｂの一つに連通可能な
孔を有する高圧側連通路５５ｂとが形成されている。

【００５８】そして、主弁体５５が弁座５７に当接した
状態で、主弁体５５の第１の回転位置においては、第１
切換ポート５７ａと２つの低圧側ポートとが低圧側連通
溝５５ａにより相互に連通接続されると共に、主弁体５
５の第２の回転位置においては、第２切換ポート５７ｂ
と２つの低圧側ポートとが低圧側連通溝５５ａにより相
互に連通接続されるように構成されている。

【００５９】前記高圧側連通路５５ｂは、主弁体５５の
弁座５７側の端面に低圧側連通溝５５ａを避けて開口
し、主弁体５５の上部に形成された中空室５５ｄを介し
て弁ポート５５ｃに連通されている。また、主弁体５５
の中心には操作杆５５ｆが軸方向移動可能に挿通されて
おり、主弁体５５が弁座５７から離間した状態では、こ
の操作杆５５ｆの状態に取着された補助弁体５５ｇが弁
ポート５５ｃを閉じて、高圧側連通路５５ｂが遮断状態
となり、主弁体５５が弁座５７に着座した状態では、操
作杆５５ｆの先端が弁座５７に当接することで補助弁体
５５ｇが弁ポート５５ｃを開いて、高圧側連通路５５ｂ
が弁ハウジング５３内上部の空間に対して開放状態とな
る。

【００６０】なお、主弁体５５の周方向に１８０゜位相
をずらした周面箇所には図には現れていない２つのガイ
ドピンが各々突設されており、これらガイドピンはカム
溝５３ｊに各々挿入される。

【００６１】以上の構成により、流路切換弁１００−２
は次のように動作する。まず、前記圧縮機４が停止して
いる状態では、主弁体５５が、図１３に示すように、コ
イルスプリング５９の付勢力と第２コイルスプリング７
３の付勢力との均衡により、弁座５７に対して接近離間
する方向への移動範囲における中途箇所に位置してい
る。そして、補助弁体５５ｇにより弁ポート５５ｃが閉
じられている。

【００６２】この状態で、圧縮機４が運転を開始する
と、補助弁体５５ｇが弁ポート５５ｃを閉じていること
から、圧縮機４から吐出管５を通って弁ハウジング５３
の内部に流入した高圧冷媒が、コイルスプリング５９の
付勢力に抗して主弁体５５を弁座５７側に移動させるよ
うに作用し、カム溝５３ｊの中間箇所に位置しているガ
イドピンが、カム溝５３ｊの弁座５７に最も接近した箇
所（以後、下端という。）に各々位置するようになる。

【００６３】すなわち、主弁体５５は弁ハウジング５３
内で回転しながら弁座５７側に移動し、カム溝５３ｊの
中間箇所から略４５°回転したところで主弁体５５が弁
座５７に着座して第２箇所に到達する。これにより、操
作杆５５ｆの先端が弁座５７に当接し補助弁体５５ｇが
弁ポート５５ｃを開いた状態となる。この状態では、低
圧側連通溝５５ａが第１切換ポート５７ａと２つの低圧
側ポートとに臨むと共に、高圧側連通路５５ｂが第２切
換ポート５７ｂに臨むようになる。このため、高圧側連
通路５５ｂと第２切換ポート５７ｂとを介して吐出管５
が導管８に連通すると共に、第１切換ポート５７ａ、低
圧側連通溝５５ａ、及び、２つの低圧側ポートを介し
て、吸入管６が導管７に連通する。

【００６４】したがって、圧縮機４からの高圧冷媒は、
吐出管５、高圧側連通路５５ｂ、及び、第２切換ポート
５７ｂを経て、導管８から室外熱交換器９Ｂに流入し、
絞り１０及び室内熱交換器９Ａを経て導管７から、第１
切換ポート５７ａ、低圧側連通溝５５ａ、及び、２つの
低圧側ポートを経て、吸入管６から圧縮機４の吸入口に
戻るようになり、冷凍サイクルＡは冷房運転モードとな
る。なお、都合上、冷房運転モードにおける流路切換弁
１００−２の主弁体５５の位置を第２箇所とする。

【００６５】その後、圧縮機４の運転が停止されると、
弁ハウジング５３の内部に流入した冷媒の圧力が低下す
るので、コイルスプリング５９の付勢力が、主弁体５５
を弁座５７から離間する方向に移動させるように作用
し、カム溝５３ｊの下端に位置しているガイドピンが、
コイルスプリング５９の付勢力と第２コイルスプリング
７３の付勢力とが均衡する前記中途箇所（図１３の状
態）に戻り、弁座５７から先端が離間した操作杆５５ｆ
の補助弁体５５ｇにより弁ポート５５ｃが閉じられる。

【００６６】その後、圧縮機４を再び運転させると、上
述したのと同様の動作により主弁体５５が第２箇所に戻
って、冷凍サイクルＡは冷房運転モードとなる。

【００６７】一方、圧縮機４を逆回転で運転させると、
アウタハウジング５３ａの閉塞端と主弁体５５との間の
空間の冷媒圧力が減圧されて、第２コイルスプリング７
３の付勢力に抗して主弁体５５が弁座５７から離間する
方向に移動する。これにより、カム溝５３ｊの中間箇所
に位置しているガイドピンが、カム溝５３ｊに倣って移
動してカム溝５３ｊの弁座５７から最も離間した箇所
（以後、上端という。）に位置するようになる。

【００６８】その後、圧縮機４の運転が停止されると、
アウタハウジング５３ａの閉塞端と主弁体５５との間の
空間での冷媒圧力の減圧がなくなるので、主弁体５５が
第２コイルスプリング７３の付勢力により弁座５７に接
近する方向に移動する。なお、カム溝５３ｊの上端位置
および下端位置の形状は、ガイドピンが上端位置あるい
は下端位置から離れるときに、このガイドピンが上イン
ナハウジング５３ｂおよび下インナハウジング５３Ｃの
一方向の周方向に移動するような形状に形成されてい
る。

【００６９】したがって、カム溝５３ｊの上端に位置し
ているガイドピンがカム溝５３ｊに倣って移動し、主弁
体５５は、図１３に示す状態から略９０°さらに回転し
て図１３とは異なる中途箇所に到達する。

【００７０】その後、圧縮機４を再び運転させると、補
助弁体５５ｇが弁ポート５５ｃを閉じていることから、
圧縮機４から弁ハウジング５３の内部に流入した高圧冷
媒が、コイルスプリング５９の付勢力に抗して主弁体５
５を弁座５７側に移動させるように作用し、カム溝５３
ｊの中間箇所に位置しているガイドピンが、カム溝５３
ｊの下端に位置するようになり、主弁体５５が前記冷房
運転モード時の位置から１８０°回転した位置で弁座５
７に着座して第１箇所に到達し、これにより、冷凍サイ
クルＡは暖房運転モードとなる。なお、都合上、暖房運
転モードにおける流路切換弁１００−２の主弁体５５の
位置を第１箇所とする。

【００７１】その後、圧縮機４の運転が停止されると、
弁ハウジング５３の内部に流入した冷媒の圧力低下によ
り主弁体５５に作用するコイルスプリング５９の付勢力
によって、主弁体５５が弁座５７から離間する方向に移
動し、カム溝５３ｊの下端に位置しているガイドピンが
カム溝５３ｊに倣って移動し、図１３に示す状態から略
９０°回転した中途箇所に到達する。

【００７２】その後、圧縮機４を再び運転させると、弁
ハウジング５３の内部に流入した高圧冷媒により主弁体
５５が、コイルスプリング５９の付勢力に抗して弁座５
７に接近する方向に移動し、カム溝５３ｊの中間箇所に
位置しているガイドピンがカム溝５３ｊの下端に位置
し、第１箇所に主弁体５５が戻って冷凍サイクルＡは暖
房運転モードとなる。

【００７３】なお、この状態で、圧縮機４を逆回転で運
転させ、その後、圧縮機４を停止し、さらに圧縮機４を
正回転で運転すると、前述した冷房運転モードから暖房
運転モードへの切換え時と同様の動作をし、冷凍サイク
ルＡは暖房運転モードから冷房運転モードに切り換えら
れる。また、その後、圧縮機４の運転が停止されると、
主弁体５５は、図１３に示す前記中途箇所に戻る。

【００７４】このように、この流路切換弁１００−２に
よれば、圧縮機４の冷媒流によって生じる差圧力と、主
弁体５５と弁座５７との間に介設したコイルスプリング
５９の付勢力および圧縮機４の逆回転により、主弁体５
５を弁座５７に対して接近離間する方向に移動させると
共に、ガイドピンをカム溝５３ｊに倣って移動させて、
主弁体５５を弁ハウジング５３に対して回転させて、主
弁体５５を第１箇所と第２箇所との間で移動させる構成
となっている。

【００７５】このため、電磁ソレノイド等の専用の駆動
源を用いずに、圧縮機４の運転の開始及び停止によっ
て、低圧側連通溝５５ａや高圧側連通路５５ｂにより連
通される吐出管５や吸入管６の連通先を、弁座５７の第
１及び第２の切換ポート５７ａ，５７ｂの相互間で切り
換えて、吐出管５からの吐出冷媒が導管７を経て室内熱
交換器９Ａに供給される暖房運転モードと、導管８を経
て室外熱交換器９Ｂに供給される冷房運転モードとの間
で冷凍サイクルＡを切り換え、その切換状態を維持させ
ることができる。

【００７６】しかも、この第２のロータリ式流路切換弁
１００−２によれば、流路切換弁１００−２における吐
出管５や吸入管６の連通先の切り換えが、圧縮機４の運
転開始及び停止により従動的に行われるので、電気的な
駆動のための駆動源を不要にするだけに止まらず、流路
を切り換えるため電気的な信号による制御をも不要にで
きる。

【００７７】図１４は非電気的な動力により流路を切り
換えられる第３のロータリ式流路切換弁１００−３の断
面図であり、図１４中において図１３の第２の流路切換
弁１００−２と同一の部材、部分には、図１３で付した
ものと同一の引用符号を付して説明する。

【００７８】そして、この第３の流路切換弁１００−３
は、前記第２の流路切換弁１００−２における第２コイ
ルスプリング７３を備えていない点において、図１３に
示す第２の流路切換弁１００−２とは構成が異なってお
り、その他の点は、第２の流路切換弁１００−２と同様
に構成されている。

【００７９】このように構成された第３の流路切換弁１
００−３は次のように動作する。まず、前記圧縮機４が
停止している状態では、主弁体５５がコイルスプリング
５９の付勢力により弁座５７から離間して、補助弁体５
５ｇにより弁ポート５５ｃが閉じられると共に、主弁体
５５の２つのガイドピン５５ｈが、カム溝５３ｊの弁座
５７から最も離間した箇所（以後、上端という。）に位
置する。

【００８０】そして、冷凍サイクルＡが暖房運転モード
であった状態から圧縮機４の運転が停止し、ガイドピン
５５ｈがカム溝５３ｊの上端に位置したものとすると、
主弁体５５の低圧側連通溝５５ａが、弁座５７の第１及
び第２の切換ポート５７ａ，５７ｂに臨むようになる。

【００８１】この状態で、圧縮機４が運転を開始する
と、補助弁体５５ｇが弁ポート５５ｃを閉じていること
から、圧縮機４から吐出管５を通って弁ハウジング５３
の内部に流入した高圧冷媒が、コイルスプリング５９の
付勢力に抗して主弁体５５を弁座５７側に移動させるよ
うに作用し、カム溝５３ｊの上端に各々位置しているガ
イドピン５５ｈが、カム溝５３ｊの弁座５７に最も接近
した箇所（以後、下端という。）に各々位置するように
なる。

【００８２】すなわち、主弁体５５は弁ハウジング５３
内で回転しながら弁座５７側に移動し、９０°回転した
ところで主弁体５５が弁座５７に着座して第２箇所に到
達する。これにより、操作杆５５ｆの先端が弁座５７に
当接し補助弁体５５ｇが弁ポート５５ｃを開いた状態と
なる。この状態では、低圧側連通溝５５ａが第１切換ポ
ート５７ａと図には現れていない２つの低圧側ポートと
に臨むと共に、高圧側連通路５５ｂが第２切換ポート５
７ｂに臨むようになる。このため、高圧側連通路５５ｂ
と第２切換ポート５７ｂとを介して吐出管５が導管８に
連通すると共に、第１切換ポート５７ａ、低圧側連通溝
５５ａ、及び、２つの低圧側ポートを介して、吸入管６
が導管７に連通する。

【００８３】したがって、圧縮機４からの高圧冷媒は、
吐出管５、高圧側連通路５５ｂ、及び、第２切換ポート
５７ｂを経て、導管８から室外熱交換器９Ｂに流入し、
絞り１０及び室内熱交換器９Ａを経て導管７から、第１
切換ポート５７ａ、低圧側連通溝５５ａ、及び、２つの
低圧側ポートを経て、吸入管６から圧縮機４の吸入口に
戻るようになり、冷凍サイクルＡは冷房運転モードとな
る。なお、都合上、冷房運転モードにおける流路切換弁
１００−３の主弁体５５の位置を第２箇所とする。

【００８４】その後、圧縮機４の運転が停止されると、
弁ハウジング５３の内部に流入した冷媒の圧力が低下す
るので、コイルスプリング５９の付勢力が、主弁体５５
を弁座５７から離間する方向に移動させるように作用
し、カム溝５３ｊの下端に位置しているガイドピン５５
ｈが、カム溝５３ｊに沿って移動し上端に位置するよう
になる。

【００８５】すなわち、主弁体５５は弁ハウジング５３
内で回転しながら吐出管５側に移動し、９０°回転した
ところで、図１４に示す状態とは回転方向において１８
０゜反対向きの、主弁体５５が弁座５７から最も離間し
た第１中間箇所に到達し、これにより、弁座５７から先
端が離間した操作杆５５ｆの補助弁体５５ｇにより弁ポ
ート５５ｃが閉じられる。なお、この状態では、低圧側
連通溝５５ａが第１及び第２の切換ポート５７ａ，５７
ｂに臨むようになる。

【００８６】この状態で、圧縮機４が運転を開始する
と、カム溝５３ｊの上端に各々位置しているガイドピン
５５ｈが、カム溝５３ｊの下端に移動するとともに、主
弁体５５は弁ハウジング５３内で回転しながら弁座５７
側に移動し、さらに９０°回転したところで主弁体５５
が弁座５７に着座して第１箇所に到達する。これによ
り、操作杆５５ｆの先端が弁座５７に当接し補助弁体５
５ｇが弁ポート５５ｃを開いた状態となる。

【００８７】この状態では、低圧側連通溝５５ａが第２
切換ポート５７ｂと２つの低圧側ポートとに臨むと共
に、高圧側連通路５５ｂが第１切換ポート５７ａに臨む
ようになる。このため、高圧側連通路５５ｂと第１切換
ポート５７ａとを介して、吐出管５が導管７に連通する
と共に、第２切換ポート５７ｂ、低圧側連通溝５５ａ、
及び、２つの低圧側ポートを介して、吸入管６が導管８
に連通する。

【００８８】したがって、圧縮機４からの高圧冷媒は、
吐出管５、高圧側連通路５５ｂ、及び、第１切換ポート
５７ａを経て、導管７から室内熱交換器９Ａに流入し、
絞り１０及び室外熱交換器９Ｂを経て導管８から、第２
切換ポート５７ｂ、低圧側連通溝５５ａ、及び、２つの
低圧側ポートを経て、吸入管６から圧縮機４の吸入口に
戻るようになり、冷凍サイクルＡは暖房運転モードとな
る。なお、都合上、暖房運転モードにおける流路切換弁
１００−３の主弁体５５の位置を第１箇所とする。

【００８９】その後、圧縮機４の運転が停止されると、
弁ハウジング５３の内部に流入した冷媒の圧力低下に伴
って主弁体５５に作用するコイルスプリング５９の付勢
力により、カム溝５３ｊの下端に位置しているガイドピ
ン５５ｈがカム溝５３ｊに沿って移動し、上端に位置す
るようになるとともに、主弁体５５は弁ハウジング５３
内で回転しながら吐出管５側に移動し、さらに９０°回
転したところで、図１４に示すように、主弁体５５が弁
座５７から最も離間した第２中間箇所に到達し、これに
より、弁座５７から先端が離間した操作杆５５ｆの補助
弁体５５ｇにより弁ポート５５ｃが閉じられる。これに
より、低圧側連通溝５５ａが第１及び第２の切換ポート
５７ａ，５７ｂに臨む一番最初の状態に戻る。なお、図
１４に示すアウタハウジング５３ａと上下２つのインナ
ハウジング５３ｂ、５３ｃと中空室５５ｄとは、図１３
に示す第２の流路切換弁１００−２と同一の部材、部分
であるので説明を省略した。

【００９０】このような構成による流路切換弁１００−
３によっても、流路切換弁１００−２と同様の効果を得
ることができる。

【００９１】次に冷凍サイクルの制御装置の第２および
第３実施形態について説明する。

【００９２】図２は第２実施形態の冷凍サイクルの制御
装置の要部ブロック図であり、この第２実施形態は、前
記第１のロータリ式流路切換弁１００−１と第２のロー
タリ式流路切換弁１００−２に適用できるようにしたも
のである。

【００９３】室外制御部４００のマイコン４７０には、
ダブルアーム回路からなるＩＣ[1]４０６−１が接続さ
れており、このＩＣ[1] ４０６−１には前記第１のロー
タリ式流路切換弁１００−１の電磁コイル１０１が接続
される。また、マイコン４７０にはジャンパ端子Ｃ５−
１が設けられている。そして、マイコン４７０はジャン
パ端子Ｃ５−１による選択状態に応じて第１のロータリ
式流路切換弁１００−１または第２のロータリ式流路切
換弁１００−２の切換制御を行う。第１のロータリ式流
路切換弁１００−１を切換制御するときはＩＣ[1] ４０
６−１を介して電磁コイル１０１への通電方向を切換制
御する。また、第２のロータリ式流路切換弁１００−２
を切換制御するときは圧縮機４の運転を制御する。

【００９４】マイコン４７０には、図３のメインルーチ
ンの制御プログラム、図４に示すサブルーチンの制御プ
ログラムおよび図５に示すサブルーチンの制御プログラ
ムが記憶されている。図４のサブルーチンは第１のロー
タリ式流路切換弁１００−１を制御するためのものであ
り、図５のサブルーチンは第２のロータリ式流路切換弁
１００−２を制御するためのものである。そして、ジャ
ンパ端子Ｃ５−１により制御対象とする流路切換弁が選
択されると、対応する制御プログラムにより流路切換弁
を切り換え制御する。

【００９５】そして、電源の投入等により図３のメイン
ルーチンの処理が開始されると、ステップＳ１で初期化
処理を行い、ステップＳ２でジャンパ端子Ｃ５−１のジ
ャンパの有無を判定する。ジャンパが有れば、ステップ
Ｓ３で図４の第１のロータリ式流路切換弁１００−１の
駆動ルーチン処理を実行し、ステップＳ５で冷凍サイク
ルを運転してステップＳ２に戻る。ジャンパが無けれ
ば、ステップＳ４で図５の第２のロータリ式流路切換弁
１００−２の駆動ルーチン処理を実行し、ステップＳ５
で冷凍サイクルを運転してステップＳ２に戻る。

【００９６】図４の第１のロータリ式流路切換弁の駆動
ルーチンでは、ステップＳ１１で、要求された運転モー
ドは冷房であるか否かを判定し、冷房であれば、ステッ
プＳ１２で圧縮機４を第１所定能力で始動し、ステップ
Ｓ１３で位置データは第１箇所であるか否かを判定す
る。第１箇所でなければ元のルーチンに復帰する。第１
箇所であればステップＳ１４で電磁コイル１０１へ第２
箇所方向の通電を行って流路切換弁１００−１を第２箇
所方向に駆動し、ステップＳ１５で所定時間後に第２箇
所方向の駆動をＯＦＦし、元のルーチンに復帰する。

【００９７】一方、要求された運転モードが暖房であれ
ば、ステップＳ１６で圧縮機４を第１所定能力で始動
し、ステップＳ１７で位置データは第２箇所であるか否
かを判定する。第２箇所でなければ元のルーチンに復帰
する。第２箇所であればステップＳ１８で電磁コイル１
０１へ第１箇所方向の通電を行って流路切換弁１００−
１を第１箇所方向に駆動し、ステップＳ１９で所定時間
後に第１箇所方向の駆動をＯＦＦし、元のルーチンに復
帰する。このように、ジャンパ端子Ｃ５−１で選択され
た第１のロータリ式流路切換弁１００−１に対する切換
制御が行われる。

【００９８】図５の第２のロータリ式流路切換弁の駆動
ルーチンでは、ステップＳ２１で、要求された運転モー
ドは冷房であるか否かを判定し、冷房モードが要求され
ていればステップＳ２２以降の処理を行い、暖房モード
が要求されていればステップＳ２８以降の処理を行う。

【００９９】ステップＳ２２では、位置データは第１箇
所であるか否かを判定し、第１箇所でなければステップ
Ｓ２７に進み、第１箇所であればステップＳ２３で圧縮
機４を逆回転方向に始動し、ステップＳ２４で第１所定
時間（略１０秒）後に位置データを第２箇所に更新す
る。次に、ステップＳ２５で冷凍サイクルの運転を停止
し、ステップＳ２６で第３所定時間（略３０秒）の間運
転を待機し、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７で
は圧縮機４を第１所定能力（例えば３０Ｈｚ）で始動
し、元のルーチンに復帰する。

【０１００】一方、ステップＳ２１で暖房モードが要求
されていると、ステップＳ２８で位置データは第２箇所
であるか否かを判定し、第２箇所でなければステップＳ
２７に進み、第２箇所であればステップＳ２９で圧縮機
４を逆回転方向に始動し、ステップＳ２０１で第１所定
時間（略１０秒）後に位置データを第１箇所に更新す
る。次に、ステップＳ２０２で冷凍サイクルの運転を停
止し、ステップＳ２０３で第３所定時間（略３０秒）の
間運転を待機する。そして、ステップＳ２７で圧縮機４
を第１所定能力（例えば３０Ｈｚ）で始動し、元のルー
チンに復帰する。このように、ジャンパ端子Ｃ５−１で
選択された第２のロータリ式流路切換弁１００−２に対
する切換制御が行われる。

【０１０１】図６は第３実施形態の冷凍サイクルの制御
装置の要部ブロック図であり、この第３実施形態は、第
２のロータリ式流路切換弁１００−２と前記第３のロー
タリ式流路切換弁１００−３に適用できるようにしたも
のである。

【０１０２】室外制御部４００のマイコン４７０にはジ
ャンパ端子Ｃ５−１が設けられている。そして、マイコ
ン４７０はジャンパ端子Ｃ５−１による選択状態に応じ
て第２のロータリ式流路切換弁１００−２または第３の
ロータリ式流路切換弁１００−３の切換制御を行う。第
２のロータリ式流路切換弁１００−２を切換制御すると
きも、第３のロータリ式流路切換弁１００−３を切換制
御するときも、いずれも圧縮機４の運転を制御する。

【０１０３】マイコン４７０には、図７のメインルーチ
ンの制御プログラム、前記第２実施形態の図５に示すサ
ブルーチンの制御プログラムおよび図８に示すサブルー
チンの制御プログラムが記憶されている。図５のサブル
ーチンは前記同様第２のロータリ式流路切換弁１００−
２を制御するためのものであり、図８のサブルーチンは
第３のロータリ式流路切換弁１００−３を制御するため
のものである。そして、ジャンパ端子Ｃ５−１により制
御対象とする流路切換弁が選択されると、対応する制御
プログラムにより流路切換弁を切り換え制御する。

【０１０４】そして、電源の投入等により図７のメイン
ルーチンの処理が開始され、ステップＳ１′初期化処理
を行い、ステップＳ２′でジャンパ端子Ｃ５−１のジャ
ンパの有無を判定する。ジャンパが有れば、ステップＳ
３′で図５の第２のロータリ式流路切換弁１００−２の
駆動ルーチン処理を実行し、ステップＳ５′で冷凍サイ
クルを運転してステップＳ２′に戻る。ジャンパが無け
れば、ステップＳ４′で図８の第３のロータリ式流路切
換弁１００−３の駆動ルーチン処理を実行し、ステップ
Ｓ５′で冷凍サイクルを運転してステップＳ２′に戻
る。

【０１０５】図５の第２のロータリ式流路切換弁の駆動
ルーチンは第２実施形態と同様であり、ジャンパ端子Ｃ
５−１で選択された第２のロータリ式流路切換弁１００
−２に対する切換制御が行われる。

【０１０６】図８の第３のロータリ式流路切換弁の駆動
ルーチンでは、ステップＳ３１で、要求された運転モー
ドは冷房であるか否かを判定し、暖房モードが要求され
ていればステップＳ３２以降の処理を行い、冷房モード
が要求されていればステップＳ３８以降の処理を行う。

【０１０７】ステップＳ３２では位置データは第１箇所
であるか否かを判定し、第１箇所でなければステップＳ
３７に進み、第１箇所であればステップＳ３３で圧縮機
４を第１所定能力（例えば３０Ｈｚ）で始動し、ステッ
プＳ３４で第１所定時間（略１０秒）後に位置データを
第２箇所に更新する。次に、ステップＳ３５で冷凍サイ
クルの運転を停止し、ステップＳ３６で第３所定時間
（略３０秒）の間運転を待機し、ステップＳ３７に進
む。ステップＳ３７では圧縮機４を第２所定能力（例え
ば１０Ｈｚ）で始動し、元のルーチンに復帰する。

【０１０８】一方、ステップＳ３８では位置データは第
２箇所であるか否かを判定し、第２箇所でなければステ
ップＳ３０４に進み、第２箇所であればステップＳ３９
で圧縮機４を第２所定能力（例えば１０Ｈｚ）で始動
し、ステップＳ３０１で第１所定時間（略１０秒）後に
位置データを第１箇所に更新する。次に、ステップＳ３
０２で冷凍サイクルの運転を停止し、ステップＳ３０３
で第３所定時間（略３０秒）の間運転を待機する。そし
て、ステップＳ３０４で圧縮機４を第１所定能力（例え
ば３０Ｈｚ）で始動し、元のルーチンに復帰する。この
ように、ジャンパ端子Ｃ５−１で選択された第３のロー
タリ式流路切換弁１００−３に対する切換制御が行われ
る。

【０１０９】なお、図１５は流路切換弁駆動部の一例を
示す回路図であり、この回路は制御部Ｃ１により信号変
換部７０を介して制御され、例えば商用交流電力を全波
整流して平滑化した直流電力を、第１乃至第４の４つの
トランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４に印加し
て、導通、非導通を切り換える。これにより、正極側電
源ラインＢＬ＋及び負極側電源ラインＢＬ−を介して、
図１５中実線の矢印で示す順方向と、図１５中点線の矢
印で示す逆方向とのうちどちらかの向きで、流路切換弁
駆動源１０１すなわち電磁コイル１０１に流すように構
成されている。

【０１１０】そして、制御部Ｃ１が、流路切換弁１００
に弁切換動作を行わせる際に、切換方向に応じた２種類
の指令信号を出力し、この指令信号を信号変換部７０
（例えばフォトカプラとドライバ回路）に入力させ、こ
の指令信号に応じて、第１乃至第４の４つのトランジス
タＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，ＴＲ４のうち、指令信号の
種類に対応するトランジスタＴＲ１，ＴＲ２，ＴＲ３，
ＴＲ４のベースに対して、信号変換部７０からバイアス
信号を出力させることで、上述した順方向又は逆方向へ
の電磁コイル１０１への通電、又は非通電を行う。

【０１１１】なお、制御対象として３種類のロータリ式
流路切換弁１００について説明したが、流路切換弁１０
０がスライド式や他方式であっても、本発明により好適
な制御が行われることはいうまでもない。例えば、特開
平９−７２６３３号公報に開示されている永久磁石を用
いた直流式双方向駆動によるラッチ型電磁パイロット部
を備えるスライド式四方弁にも適用できる。また、電気
的駆動弁の場合、流路切換弁駆動部４０６の例にドライ
バＩＣを用いて説明したが、広く多用されているリレー
などの有接点により通電／非通電を行ってもよいことは
言うまでもない。

【０１１２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の冷凍サイ
クルの制御装置によれば、複数の流路切換弁に対応する
制御工程を選択決定する選択決定手段を備えているの
で、制御工程の異なる複数の流路切換弁を選択的に切り
換え制御できる。したがって、複数の流路切換弁に対し
て信頼性を確保し、コストを低減することができる。

【０１１３】請求項２の冷凍サイクルの制御装置によれ
ば、操作手段により電気的に駆動される電気的駆動弁
と、非電気的に駆動される非電気的駆動弁との組合せに
適用して、請求項１と同様な作用効果が得られる。

【０１１４】請求項３の冷凍サイクルの制御装置によれ
ば、非電気的に駆動される複数の非電気的駆動弁の組合
せに適用して、請求項１と同様な作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態の冷凍サイクルの制御装
置の要部ブロック図である。

【図２】本発明の第２実施形態の冷凍サイクルの制御装
置の要部ブロック図である。

【図３】本発明の第２実施形態に係るメインルーチンの
フローチャートである。

【図４】本発明の実施形態に係る第１のロータリ式流路
切換弁を制御するサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図５】本発明の実施形態に係る第２のロータリ式流路
切換弁を制御するサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図６】本発明の第３実施形態の冷凍サイクルの制御装
置の要部ブロック図である。

【図７】本発明の第３実施形態に係るメインルーチンの
フローチャートである。

【図８】本発明の実施形態に係る第３のロータリ式流路
切換弁を制御するサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図９】本発明の冷凍サイクルの制御装置の一実施形態
の原理的ブロック図である。

【図１０】本発明の実施形態に係る冷凍サイクルの一例
を示すブロック図である。

【図１１】本発明の実施形態における室内制御部と室外
制御部の主に電気系統を示すブロック図である。

【図１２】本発明の実施形態に係る第１のロータリ式流
路切換弁を示す断面図である。

【図１３】本発明の実施形態に係る第２のロータリ式流
路切換弁を示す断面図である。

【図１４】本発明の実施形態に係る第３のロータリ式流
路切換弁を示す断面図である。

【図１５】本発明の実施形態に係る流路切換弁駆動部の
一例を示す回路図である。

【符号の説明】

４圧縮機５吐出管６吸入管７，８導管９Ａ室内熱交換器９Ｂ室外熱交換器５３弁ハウジング５３ｊカム溝５５主弁体５７弁座１００流路切換弁１０１電磁コイル２００アキュムレータ３００室内制御部４００室外制御部４７０マイコンＣ制御装置Ｃ５−１、Ｃ５−２ジャンパ端子Ａ冷凍サイクル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中原誠一埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作所狭山事業所内 (72)発明者伊藤浩埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作所狭山事業所内Ｆターム(参考） 3L060 AA08 CC02 CC03 CC04 CC19 DD02 EE02 EE05 EE06 EE09 3L092 AA02 BA26 DA19 EA20 FA22

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】冷凍サイクルの流路切換弁を切り換え制
御する冷凍サイクルの制御装置であって、複数の流路切換弁から１つの流路切換弁を選択決定する
選択決定手段と、前記複数の流路切換弁の各々に対応す
る制御工程とを備えており、前記選択決定した流路切換弁を、該流路切換弁に対応す
る制御工程で切り換え制御することを特徴とする冷凍サ
イクルの制御装置。
【請求項２】前記複数の流路切換弁は、操作手段によ
り電気的に駆動される電気的駆動弁と、非電気的に駆動
される非電気的駆動弁とを含み、前記操作手段で電気的駆動弁を切り換え制御する制御行
程と、前記非電気的駆動弁を切り換え制御する制御工程
とを備えることを特徴とする請求項１記載の冷凍サイク
ルの制御装置。
【請求項３】前記複数種類の流路切換弁は、非電気的
に駆動される複数の非電気的駆動弁を含み、前記複数の非電気的駆動弁を切り換え制御する複数の制
御工程を備えることを特徴とする請求項１記載の冷凍サ
イクルの制御装置。