JP2002005543A - 四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁 - Google Patents
四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁Info
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- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
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- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 四方切換弁と膨張弁とを一体的に組込んだ複
合弁において、四方切換弁の切換え時におけるモータ負
荷の軽減化を図る。 【解決手段】 膨張弁用弁体の弁座に対向する底面２６
ｃに、室内熱交換器と室外熱交換器とに連通する一対の
ポートＡ，Ｂと協働して膨張弁として機能する溝３４
と、溝３４に連続して四方切換弁の切換え回転中ポート
Ａ，Ｂを連通する全開用溝３５を設けることにより、四
方切換弁の切換え回転中、システムの圧力差を小さくし
てモータの負荷の軽減化を可能にする。
合弁において、四方切換弁の切換え時におけるモータ負
荷の軽減化を図る。 【解決手段】 膨張弁用弁体の弁座に対向する底面２６
ｃに、室内熱交換器と室外熱交換器とに連通する一対の
ポートＡ，Ｂと協働して膨張弁として機能する溝３４
と、溝３４に連続して四方切換弁の切換え回転中ポート
Ａ，Ｂを連通する全開用溝３５を設けることにより、四
方切換弁の切換え回転中、システムの圧力差を小さくし
てモータの負荷の軽減化を可能にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒートポンプ式冷
凍サイクルにおける冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り
換える四方切換弁に膨張弁を一体的に組み込んだ複合弁
に関するものである。
凍サイクルにおける冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り
換える四方切換弁に膨張弁を一体的に組み込んだ複合弁
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、前記のような複合弁として、特開
平１０−２８１３２１号公報に記載のものが知られてい
る。
平１０−２８１３２１号公報に記載のものが知られてい
る。
【０００３】図１８、図１９はこの複合弁を示してお
り、図中の符号０５１は複合弁の弁シート、０５８は弁
シート０５１の上面を摺動回転可能に配設された四方切
換弁用スライダーを示している。
り、図中の符号０５１は複合弁の弁シート、０５８は弁
シート０５１の上面を摺動回転可能に配設された四方切
換弁用スライダーを示している。
【０００４】この四方切換弁用スライダー０５８は、図
１９（ｃ）に示すように、円板状の上半分０６０の中心
に孔０６１が設けられるとともにその側面に対向する２
つの係合部０６０ａ，０６０ａが形成されている。
１９（ｃ）に示すように、円板状の上半分０６０の中心
に孔０６１が設けられるとともにその側面に対向する２
つの係合部０６０ａ，０６０ａが形成されている。
【０００５】また、その下面に扇状体の下半分０５９が
一体的に形成されている。さらに、前記の下半分０５９
の下面に、弁シート０５１に設けられている４つの開口
０１４，０１５，０１６，０１７の内の２つを気密的に
連通させる気密連通孔０２４が設けられている。
一体的に形成されている。さらに、前記の下半分０５９
の下面に、弁シート０５１に設けられている４つの開口
０１４，０１５，０１６，０１７の内の２つを気密的に
連通させる気密連通孔０２４が設けられている。
【０００６】符号０５２は弁シート０５１の上面中心部
に設けられているガイド部を示しており、このガイド部
に弁シート０５１の内部まで延長された孔０５５が設け
られている。
に設けられているガイド部を示しており、このガイド部
に弁シート０５１の内部まで延長された孔０５５が設け
られている。
【０００７】さらに、弁シート０５１の側部に孔０５５
に通じる連通孔０５４が設けられており、前記ガイド部
０５２の外周に、孔０５５と該心円上に電動四方切換弁
の導入管０１４ａ、導出管０１７ａ、連通管０１５ａ，
０１６ａにそれぞれ通じる４つの開口０１４，０１５，
０１６，０１７が設けられて、四方切換弁が構成されて
いる。
に通じる連通孔０５４が設けられており、前記ガイド部
０５２の外周に、孔０５５と該心円上に電動四方切換弁
の導入管０１４ａ、導出管０１７ａ、連通管０１５ａ，
０１６ａにそれぞれ通じる４つの開口０１４，０１５，
０１６，０１７が設けられて、四方切換弁が構成されて
いる。
【０００８】前記孔０５５の内部中間に雌ねじ０５６が
固定されており、この雌ねじ０５６の先端は、膨張弁と
してのニードル０６５が形成されている。符号０５７は
ニードル０６５の弁座、符号０７，０８は連通孔０５
４，０５３を介して膨張弁に接続される連通口を示して
いる。
固定されており、この雌ねじ０５６の先端は、膨張弁と
してのニードル０６５が形成されている。符号０５７は
ニードル０６５の弁座、符号０７，０８は連通孔０５
４，０５３を介して膨張弁に接続される連通口を示して
いる。
【０００９】前記の四方切換弁および膨張弁の駆動源と
してモータＭが設けられていて、モータＭの回転は、歯
車機構０７１，ジョイント０７０を介して四方切換弁お
よび膨張弁に伝達されるようになっている。符号０６２
はモータＭで回転される弁軸を示している。
してモータＭが設けられていて、モータＭの回転は、歯
車機構０７１，ジョイント０７０を介して四方切換弁お
よび膨張弁に伝達されるようになっている。符号０６２
はモータＭで回転される弁軸を示している。
【００１０】前記のものでは、暖房運転時、導入孔０１
４と通口０１６とが開放状態で、通口０１５と導出口０
１７が気密通孔０２４により連通状態にある。
４と通口０１６とが開放状態で、通口０１５と導出口０
１７が気密通孔０２４により連通状態にある。
【００１１】この暖房運転から回転子０１０が左方向に
数回回転し全開の直前でスライダー０５８が弁シート０
５１上を摺動回転して、導入口０１４と通口０１５が開
放状態で、通口０１６と導出口０１７が気密通孔０２４
により連通状態にあって冷房運転へ切り換わる。
数回回転し全開の直前でスライダー０５８が弁シート０
５１上を摺動回転して、導入口０１４と通口０１５が開
放状態で、通口０１６と導出口０１７が気密通孔０２４
により連通状態にあって冷房運転へ切り換わる。
【００１２】なお、冷房運転における膨張弁の絞りを行
うためにスライダー０５８を作動させない範囲で回転子
０１０を逆方向に回転させるのはいうまでもない。した
がって、図１５に示した電動四方切換弁では、回転子０
１０の回転位置を変えることにより弁口０５４の絞り機
能、四方切換弁のスライダー０５８の冷暖房切り換え機
能を制御することができる。
うためにスライダー０５８を作動させない範囲で回転子
０１０を逆方向に回転させるのはいうまでもない。した
がって、図１５に示した電動四方切換弁では、回転子０
１０の回転位置を変えることにより弁口０５４の絞り機
能、四方切換弁のスライダー０５８の冷暖房切り換え機
能を制御することができる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来の四方切換
弁に膨張弁を一体的に組み込んだ複合弁では、膨張弁と
して、ニードル弁を使用している。
弁に膨張弁を一体的に組み込んだ複合弁では、膨張弁と
して、ニードル弁を使用している。
【００１４】ところで、ニードル弁タイプの電動膨張弁
は、全閉機能を有する場合はニードル弁のテーパ部を弁
座に当接させる必要があり、ニードル弁が垂直方向の力
によって弁座に食いつくことを防止するためには、その
テーパ部を、例えば６０°のように充分大きくする必要
がある。さらに、ニードル付け根径Ｄ１は弁孔の径Ｄ０
よりも小さくしなければならない（Ｄ０＞Ｄ１）。
は、全閉機能を有する場合はニードル弁のテーパ部を弁
座に当接させる必要があり、ニードル弁が垂直方向の力
によって弁座に食いつくことを防止するためには、その
テーパ部を、例えば６０°のように充分大きくする必要
がある。さらに、ニードル付け根径Ｄ１は弁孔の径Ｄ０
よりも小さくしなければならない（Ｄ０＞Ｄ１）。
【００１５】その結果、ニードル弁タイプのものでは、
弁開き始めの弁特性は急激な立ち上がりとなってしま
う。また、前記食いつきを防止するために、ニードルと
弁座との間に若干のクリアランスを設けると、そのクリ
アランスだけで、微小冷媒流量の制御範囲を越えてしま
うおそれがある。
弁開き始めの弁特性は急激な立ち上がりとなってしま
う。また、前記食いつきを防止するために、ニードルと
弁座との間に若干のクリアランスを設けると、そのクリ
アランスだけで、微小冷媒流量の制御範囲を越えてしま
うおそれがある。
【００１６】このような理由から、ニードル弁タイプの
ものは、微小冷媒流量制御を必要とする冷凍サイクルに
は適用できないという問題点がある。
ものは、微小冷媒流量制御を必要とする冷凍サイクルに
は適用できないという問題点がある。
【００１７】本発明は、従来例のこのような問題点の解
決を図り、さらに、四方切換弁の切り換え作動時のモー
タの負荷を軽減できるようにした複合弁を提供しようと
するものである。
決を図り、さらに、四方切換弁の切り換え作動時のモー
タの負荷を軽減できるようにした複合弁を提供しようと
するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために、コンプレッサと、室内熱交換器と、室外
熱交換器と、膨張弁と、１つの高圧ポートと１つの低圧
ポートとを含む複数個のポートの間の冷媒の流れを切り
換える四方切換弁と、前記複数個のポートの形成された
弁座と、前記四方切換弁の回動用モータとを備えるとと
もに前記の膨張弁と四方切換弁とが一体に構成された複
合弁において、上記四方切換弁を、前記弁座に関連して
複数の作動位置へ回転自在な四方弁用弁体を有するとと
もに該四方弁用弁体が前記弁座に対向配設された底面に
開口する連通路を介して前記弁座に関連した相対位置に
応じて前記ポート間の冷媒流れを制御するよう構成し、
さらに前記膨張弁を、前記モータによりその底面が前記
弁座に摺動回転するように配設された膨張弁用弁体の前
記底面に、該底面に形成されて前記弁座に開口され前記
の室内熱交換器および室外熱交換器に連通する一組のポ
ートと協働して前記冷媒の絞り作用を行う溝を設けるも
のである。
決するために、コンプレッサと、室内熱交換器と、室外
熱交換器と、膨張弁と、１つの高圧ポートと１つの低圧
ポートとを含む複数個のポートの間の冷媒の流れを切り
換える四方切換弁と、前記複数個のポートの形成された
弁座と、前記四方切換弁の回動用モータとを備えるとと
もに前記の膨張弁と四方切換弁とが一体に構成された複
合弁において、上記四方切換弁を、前記弁座に関連して
複数の作動位置へ回転自在な四方弁用弁体を有するとと
もに該四方弁用弁体が前記弁座に対向配設された底面に
開口する連通路を介して前記弁座に関連した相対位置に
応じて前記ポート間の冷媒流れを制御するよう構成し、
さらに前記膨張弁を、前記モータによりその底面が前記
弁座に摺動回転するように配設された膨張弁用弁体の前
記底面に、該底面に形成されて前記弁座に開口され前記
の室内熱交換器および室外熱交換器に連通する一組のポ
ートと協働して前記冷媒の絞り作用を行う溝を設けるも
のである。
【００１９】また、前記の電動四方切換弁において、第
１実施形態及び第２実施形態を含む構成を有するもので
ある。
１実施形態及び第２実施形態を含む構成を有するもので
ある。
【００２０】前記構成により、複合弁の構造の簡素化が
可能となり、微小冷媒流量を制御することが可能とな
る。また、四方弁用弁体を回転して、冷媒の流れ方向を
切り換える操作を行うとき、膨張弁に連通するポート
Ａ，Ｂが全開になるので、システムの圧力差が小さくな
り、四方弁用弁体の回転負荷を軽減することができる。
更に、膨張弁用弁体の外周部が四方弁用弁体の軸受けと
して機能するので、四方弁用弁体の支持剛性を向上で
き、また、膨張弁用弁体の形状を簡素化でき、製作コス
トの低減化、大量生産化が可能となる。
可能となり、微小冷媒流量を制御することが可能とな
る。また、四方弁用弁体を回転して、冷媒の流れ方向を
切り換える操作を行うとき、膨張弁に連通するポート
Ａ，Ｂが全開になるので、システムの圧力差が小さくな
り、四方弁用弁体の回転負荷を軽減することができる。
更に、膨張弁用弁体の外周部が四方弁用弁体の軸受けと
して機能するので、四方弁用弁体の支持剛性を向上で
き、また、膨張弁用弁体の形状を簡素化でき、製作コス
トの低減化、大量生産化が可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施の
形態について説明する。始めに、第一実施形態について
説明する。
形態について説明する。始めに、第一実施形態について
説明する。
【００２２】（構成）図１において、符号１は複合弁の
ケースを示しており、このケース１の内部に四方切換弁
１０を含む主要部が配設されている。
ケースを示しており、このケース１の内部に四方切換弁
１０を含む主要部が配設されている。
【００２３】この四方切換弁１０は、コンプレッサ１０
０（図８参照）の高圧側に連通する高圧ポートＤとコン
プレッサ１００の低圧側に連通する低圧ポートＳとを含
む複数個のポートＣ，Ｄ間の冷媒の流れを切り換えるべ
く、モータ（駆動部）３の回転軸４に同心的に配設され
たギヤ出力軸５に回動可能に取り付けられた四方弁用弁
体２を備え、この四方弁用弁体２は、後述の膨張弁用弁
体６の回動作動に押されて回動し、前記の切り換えを行
うようになっている。
０（図８参照）の高圧側に連通する高圧ポートＤとコン
プレッサ１００の低圧側に連通する低圧ポートＳとを含
む複数個のポートＣ，Ｄ間の冷媒の流れを切り換えるべ
く、モータ（駆動部）３の回転軸４に同心的に配設され
たギヤ出力軸５に回動可能に取り付けられた四方弁用弁
体２を備え、この四方弁用弁体２は、後述の膨張弁用弁
体６の回動作動に押されて回動し、前記の切り換えを行
うようになっている。
【００２４】この実施形態では、四方弁用弁体２は、そ
の内部に前記ポートの内の所定の２つを選択的に連通可
能な（具体的には、冷房運転時ポートＤとＣ，ポートＥ
とＳを連通、暖房運転時ポートＤとＥ、ポートＣとＳを
連通する）連通路２ａを有した椀状体で形成されてい
て、平面視で中心角約１３０°の扇形をなし、その頂点
部でギヤ出力軸５に回動フリーに取り付けられている。
の内部に前記ポートの内の所定の２つを選択的に連通可
能な（具体的には、冷房運転時ポートＤとＣ，ポートＥ
とＳを連通、暖房運転時ポートＤとＥ、ポートＣとＳを
連通する）連通路２ａを有した椀状体で形成されてい
て、平面視で中心角約１３０°の扇形をなし、その頂点
部でギヤ出力軸５に回動フリーに取り付けられている。
【００２５】四方弁用弁体２の連通路２ａは、四方弁用
弁体２の本体部の底面２ｂに開口しており、底面２ｂは
後述の弁座７に対して気密的に摺動回動可能に配設され
ている。
弁体２の本体部の底面２ｂに開口しており、底面２ｂは
後述の弁座７に対して気密的に摺動回動可能に配設され
ている。
【００２６】符号７は四方切換弁１０の弁座を示してい
る。この弁座７には、コンプレッサ１００の吸込口に連
通するポートＳと室内熱交換器１１の一方の接続口１１
ｂに連通するＥポートと、室外熱交換器１２の一方の接
続口１２ａに連通するポートＣと、膨張弁（詳細は後述
する）１３に連通する一組のポートＡ、ポートＢとが開
口形成されている。
る。この弁座７には、コンプレッサ１００の吸込口に連
通するポートＳと室内熱交換器１１の一方の接続口１１
ｂに連通するＥポートと、室外熱交換器１２の一方の接
続口１２ａに連通するポートＣと、膨張弁（詳細は後述
する）１３に連通する一組のポートＡ、ポートＢとが開
口形成されている。
【００２７】ポートＡは、室外熱交換器１２の他方の接
続口１２ｂに連通し、ポートＢは、室内熱交換器１１の
他方の接続口１１ａに連通するようになっている。
続口１２ｂに連通し、ポートＢは、室内熱交換器１１の
他方の接続口１１ａに連通するようになっている。
【００２８】膨張弁用弁体６は、水平部６ａと垂直部６
ｂとからなる側面視「逆Ｌ」型の本体部を有し、水平部
６ａでギヤ出力軸５に取り付けられている。また、垂直
部６ｂは底面視ほぼ９０°の円弧型に形成され、その底
面６ｃが弁座７に対して気密的に摺動回動可能に配設さ
れている。
ｂとからなる側面視「逆Ｌ」型の本体部を有し、水平部
６ａでギヤ出力軸５に取り付けられている。また、垂直
部６ｂは底面視ほぼ９０°の円弧型に形成され、その底
面６ｃが弁座７に対して気密的に摺動回動可能に配設さ
れている。
【００２９】底面６ｃに、ポートＡとポートＢとを連通
する溝１４が形成され、この溝１４がポートＡとポート
Ｂとの間の冷媒の流量を絞って膨張弁１３の作用を行う
ように構成されている。
する溝１４が形成され、この溝１４がポートＡとポート
Ｂとの間の冷媒の流量を絞って膨張弁１３の作用を行う
ように構成されている。
【００３０】前記のポートＡとポートＢとの間の冷媒流
量の絞り量を、膨張弁用弁体６の回転角度に応じて制御
するために、溝１４は図２に示すように、時計回転方向
に次第に幅が減少する円弧形状に形成されている。溝１
４は、この実施形態では中心角がほぼ７０°の円弧形状
に形成されている。
量の絞り量を、膨張弁用弁体６の回転角度に応じて制御
するために、溝１４は図２に示すように、時計回転方向
に次第に幅が減少する円弧形状に形成されている。溝１
４は、この実施形態では中心角がほぼ７０°の円弧形状
に形成されている。
【００３１】ケース１の上面に、駆動部としてのモータ
３が取り付けられており、ケース１の内部に、ギヤ下板
８がケース１の内部を上下に仕切るように取り付けられ
ていて、このギヤ下板８にギヤ出力軸５の軸受け９が取
り付けられている。
３が取り付けられており、ケース１の内部に、ギヤ下板
８がケース１の内部を上下に仕切るように取り付けられ
ていて、このギヤ下板８にギヤ出力軸５の軸受け９が取
り付けられている。
【００３２】ケース１内の、ギヤ下板８により仕切られ
て形成された上部室１Ａに、モータ３の回転を減速して
ギヤ出力軸５に伝動する歯車装置１８が設けられてい
る。
て形成された上部室１Ａに、モータ３の回転を減速して
ギヤ出力軸５に伝動する歯車装置１８が設けられてい
る。
【００３３】また、ケース１の内の、ギヤ下板８により
仕切られて形成された下部室１Ｂは気密状に構成されて
いる。そして、その側面に、コンプレッサ１００の高圧
側に連通する継手１０１の端部１０１ａが開口するポー
トＤが設けられていて、下部室１Ｂは常にコンプレッサ
１００の高圧側に連通するようになっている。ポートＤ
は、図１、図２に点線Ｄ’で示すように、弁座７上で常
に下部室１Ｂに連通する位置に設けるようにしてもよ
い。
仕切られて形成された下部室１Ｂは気密状に構成されて
いる。そして、その側面に、コンプレッサ１００の高圧
側に連通する継手１０１の端部１０１ａが開口するポー
トＤが設けられていて、下部室１Ｂは常にコンプレッサ
１００の高圧側に連通するようになっている。ポートＤ
は、図１、図２に点線Ｄ’で示すように、弁座７上で常
に下部室１Ｂに連通する位置に設けるようにしてもよ
い。
【００３４】図１において、符号１０２はポートＳに開
口しコンプレッサ１００の低圧側に連通する継手を、１
０３はポートＢに開口し、室内熱交換器１１ａの他端部
に連通する継手を示している。
口しコンプレッサ１００の低圧側に連通する継手を、１
０３はポートＢに開口し、室内熱交換器１１ａの他端部
に連通する継手を示している。
【００３５】このようにして、この実施形態の複合弁
は、膨張弁用弁体６と四方切換弁体１０とが一体に構成
されて複合弁構造体に形成されている。
は、膨張弁用弁体６と四方切換弁体１０とが一体に構成
されて複合弁構造体に形成されている。
【００３６】しかも、膨張弁用弁体６は、モータ３に回
転駆動されて弁座７にスライド回転して冷媒流量を制御
する形式であるため、ニードル式膨張弁の前記の問題
点、すなわち、弁開き始めの弁特性が急激な立ち上がり
となってしまったり、食いつきを防止するために、ニー
ドルと弁座との間に若干のクリアランスを設けると、そ
のクリアランスだけで、微小冷媒流量の制御範囲を越え
てしまったりするという問題点を解決することが可能と
なる。
転駆動されて弁座７にスライド回転して冷媒流量を制御
する形式であるため、ニードル式膨張弁の前記の問題
点、すなわち、弁開き始めの弁特性が急激な立ち上がり
となってしまったり、食いつきを防止するために、ニー
ドルと弁座との間に若干のクリアランスを設けると、そ
のクリアランスだけで、微小冷媒流量の制御範囲を越え
てしまったりするという問題点を解決することが可能と
なる。
【００３７】（作動）つぎに、前記構成のこの実施形態
の複合弁の作動について説明する。図２において、四方
弁用弁体２は実線で示す位置（四方弁用弁体２の左端部
が第１ストッパピン１９ａに当接している）にあり、膨
張弁用弁体６は点線で示す位置にある。この状態を「基
準位置」（角度０°）という。
の複合弁の作動について説明する。図２において、四方
弁用弁体２は実線で示す位置（四方弁用弁体２の左端部
が第１ストッパピン１９ａに当接している）にあり、膨
張弁用弁体６は点線で示す位置にある。この状態を「基
準位置」（角度０°）という。
【００３８】この時、ポートＳとポートＥは連通状態に
あり、かつポートＤはポートＣと連通状態にあるが、ポ
ートＤはポートＡ，Ｂとも連通状態となり、ポートＡ，
Ｂはともに上部室１Ｂに開放状態となっていてポートＤ
と連通状態となる。したがって、この時（基準位置）に
は、冷房、暖房とも行われていない。
あり、かつポートＤはポートＣと連通状態にあるが、ポ
ートＤはポートＡ，Ｂとも連通状態となり、ポートＡ，
Ｂはともに上部室１Ｂに開放状態となっていてポートＤ
と連通状態となる。したがって、この時（基準位置）に
は、冷房、暖房とも行われていない。
【００３９】この状態から、図２において膨張弁用弁体
６を時計方向に回転させる。膨張弁用弁体６の回転とポ
ートＡ，Ｂとの関係は、図６（ａ）→（ｇ）に示すよう
に、変化する。すなわち、その回転がほぼ７０°に達す
ると、溝１４の左端部がポートＡとポートＢとを連通し
始める（図６（ｃ）参照）。
６を時計方向に回転させる。膨張弁用弁体６の回転とポ
ートＡ，Ｂとの関係は、図６（ａ）→（ｇ）に示すよう
に、変化する。すなわち、その回転がほぼ７０°に達す
ると、溝１４の左端部がポートＡとポートＢとを連通し
始める（図６（ｃ）参照）。
【００４０】膨張弁用弁体６のこの回転を継続すると、
溝１４の幅が次第に広くなる。このことは、膨張弁１３
の開度が次第に増加することを意味する。したがって、
この状態の時には、溝１４を通過する冷媒の量が次第に
増加する。膨張弁１３の開度、すなわち溝１４を通過す
る冷媒の量の変化と膨張弁用弁体６の回転角との関係
は、図７（ｂ）の折れ線Ｌにおける区間Ｘで示してい
る。
溝１４の幅が次第に広くなる。このことは、膨張弁１３
の開度が次第に増加することを意味する。したがって、
この状態の時には、溝１４を通過する冷媒の量が次第に
増加する。膨張弁１３の開度、すなわち溝１４を通過す
る冷媒の量の変化と膨張弁用弁体６の回転角との関係
は、図７（ｂ）の折れ線Ｌにおける区間Ｘで示してい
る。
【００４１】この時、四方弁用弁体２は図２に示す位置
に停止したままである。図７（ａ）の水平線Ｙ１はこの
間の状態を示している。一方、膨張弁用弁体６はその回
転が７０°に達すると、溝１４の左端部がポートＡとポ
ートＢを連通し始めるから、膨張弁用弁体６の回転が基
準位置から７０°に達した以後、ヒートポンプ装置は冷
房運転状態となり、膨張弁用弁体６の回転角を増加して
いくと、膨張弁用弁体６の溝１４を通過する冷媒の量が
次第に増加し、ヒートポンプ装置の冷房能力は増加して
いく。図３は冷房運転時の四方弁用弁体２と膨張弁用弁
体６の位置を示している。
に停止したままである。図７（ａ）の水平線Ｙ１はこの
間の状態を示している。一方、膨張弁用弁体６はその回
転が７０°に達すると、溝１４の左端部がポートＡとポ
ートＢを連通し始めるから、膨張弁用弁体６の回転が基
準位置から７０°に達した以後、ヒートポンプ装置は冷
房運転状態となり、膨張弁用弁体６の回転角を増加して
いくと、膨張弁用弁体６の溝１４を通過する冷媒の量が
次第に増加し、ヒートポンプ装置の冷房能力は増加して
いく。図３は冷房運転時の四方弁用弁体２と膨張弁用弁
体６の位置を示している。
【００４２】膨張弁用弁体６の回転を更に続け、１０５
°（図６（ｄ）参照）に達すると、膨張弁１３の開度が
やがて最大となる。この実施形態では、その時の開度
は、基準位置から１０５°回転した位置に設定されてい
る。膨張弁１３の開度が最大となった後、更に膨張弁用
弁体６の時計方向回転を続けると（図６（ｅ）〜（ｆ）
参照）、膨張弁１３の開度は急激に減少して、１４０°
に到達する直前で閉鎖状態となる（図６（ｇ）参照）。
°（図６（ｄ）参照）に達すると、膨張弁１３の開度が
やがて最大となる。この実施形態では、その時の開度
は、基準位置から１０５°回転した位置に設定されてい
る。膨張弁１３の開度が最大となった後、更に膨張弁用
弁体６の時計方向回転を続けると（図６（ｅ）〜（ｆ）
参照）、膨張弁１３の開度は急激に減少して、１４０°
に到達する直前で閉鎖状態となる（図６（ｇ）参照）。
【００４３】膨張弁１３の開度の減少具合は、溝１４の
端末部の形状やポートＡ、ポートＢの形状、直径などの
設計で調整できることはいうまでもない。
端末部の形状やポートＡ、ポートＢの形状、直径などの
設計で調整できることはいうまでもない。
【００４４】図２における膨張弁用弁体６の実線位置
は、膨張弁１３が閉鎖状態となった時点から膨張弁用弁
体６をさらに若干回転させた状態（ほぼ１４０°回転さ
せた状態）を示しており、この時には冷房運転は行われ
ていない。
は、膨張弁１３が閉鎖状態となった時点から膨張弁用弁
体６をさらに若干回転させた状態（ほぼ１４０°回転さ
せた状態）を示しており、この時には冷房運転は行われ
ていない。
【００４５】したがって、膨張弁用弁体６が、基準位置
から７０°と１０５°との間の回転位置にある時、ヒー
トピンプ装置は冷房運転状態にあり、膨張弁用弁体６の
回転操作によって、冷房能力を制御することができるこ
とになる。
から７０°と１０５°との間の回転位置にある時、ヒー
トピンプ装置は冷房運転状態にあり、膨張弁用弁体６の
回転操作によって、冷房能力を制御することができるこ
とになる。
【００４６】前記の冷房運転から暖房運転に切り換える
ために、膨張弁用弁体６を更に時計方向に回転させる。
そして、膨張弁用弁体６の回転角が基準位置から１４０
°に達すると、膨張弁用弁体６の右端部が四方弁用弁体
２の左端部に当接する（図２の実線状態）。そして更に
回転し続けると、四方弁用弁体２は膨張弁用弁体６に押
されて時計方向に回転する。
ために、膨張弁用弁体６を更に時計方向に回転させる。
そして、膨張弁用弁体６の回転角が基準位置から１４０
°に達すると、膨張弁用弁体６の右端部が四方弁用弁体
２の左端部に当接する（図２の実線状態）。そして更に
回転し続けると、四方弁用弁体２は膨張弁用弁体６に押
されて時計方向に回転する。
【００４７】四方弁用弁体２のこの回転により、ポート
ＳのポートＥに対する連通量は次第に減少し、ポートＳ
のポートＣに対する連通量は次第に増加する。図７
（ａ）の傾斜線Ｙ２はこの切り換え行程にあることを示
している。
ＳのポートＥに対する連通量は次第に減少し、ポートＳ
のポートＣに対する連通量は次第に増加する。図７
（ａ）の傾斜線Ｙ２はこの切り換え行程にあることを示
している。
【００４８】膨張弁用弁体６の時計方向の回転は、四方
弁用弁体２の右端部が第２ストッパピン１９ｂに当接す
ると停止する。この停止状態を「第二停止位置」とい
う。図４はこの時の四方弁用弁体２と膨張弁用弁体６の
位置関係を示している。この実施形態では、四方弁用弁
体２は、基準位置から６０°回転して停止するように設
定されており、また、膨張弁用弁体６は、基準位置から
２００°回転してこの第二停止位置に達するように設定
されている。
弁用弁体２の右端部が第２ストッパピン１９ｂに当接す
ると停止する。この停止状態を「第二停止位置」とい
う。図４はこの時の四方弁用弁体２と膨張弁用弁体６の
位置関係を示している。この実施形態では、四方弁用弁
体２は、基準位置から６０°回転して停止するように設
定されており、また、膨張弁用弁体６は、基準位置から
２００°回転してこの第二停止位置に達するように設定
されている。
【００４９】図７中の矢印Ｐは、四方弁用弁体２の基準
位置（回転角０°）から第二停止位置（回転角２００
°）までの弁位置の変化方向を示しており、Ｙ１区間で
は四方弁用弁体２は基準位置に停止したままであるが、
Ｙ２区間で６０°時計方向に回転して第二停止位置に達
する。
位置（回転角０°）から第二停止位置（回転角２００
°）までの弁位置の変化方向を示しており、Ｙ１区間で
は四方弁用弁体２は基準位置に停止したままであるが、
Ｙ２区間で６０°時計方向に回転して第二停止位置に達
する。
【００５０】この時、ポートＳは連通路２ａを介してポ
ートＣに連通しており、ポートＤはポートＥに連通して
いる。一方、ポートＤはポートＡ，Ｂとも連通状態とな
り、ポートＡ，Ｂはともに上部室１Ｂに開放状態となっ
ていてポートＤと連通状態となる。したがって、この時
（四方弁用弁体２が基準位置から６０°回転して第二停
止位置にあり膨張弁用弁体６が基準位置から２００°回
転した位置にある時）には、冷房、暖房とも行われてい
ない。
ートＣに連通しており、ポートＤはポートＥに連通して
いる。一方、ポートＤはポートＡ，Ｂとも連通状態とな
り、ポートＡ，Ｂはともに上部室１Ｂに開放状態となっ
ていてポートＤと連通状態となる。したがって、この時
（四方弁用弁体２が基準位置から６０°回転して第二停
止位置にあり膨張弁用弁体６が基準位置から２００°回
転した位置にある時）には、冷房、暖房とも行われてい
ない。
【００５１】四方弁用弁体２が第二停止位置に達したあ
と、膨張弁用弁体６を反時計方向に回転して基準位置ま
で戻す操作を行う。
と、膨張弁用弁体６を反時計方向に回転して基準位置ま
で戻す操作を行う。
【００５２】膨張弁用弁体６が２００°の回転位置から
６０°の回転位置まで戻るまでの間、四方弁用弁体２は
第二停止位置、つまりポートＤとポートＥとが連通し、
ポートＣとポートＳとが連通した状態にある（図７の水
平線Ｚ１がこの状態を示している）。一方、膨張弁用弁
体６は、図６において、（ｇ）→（ａ）に回転し、その
回転が１０５°の位置まで戻ると、溝１４の右端部でポ
ートＡとＢとが連通し始めるから、膨張弁用弁体６の回
転が、第二停止位置から１０５°の位置まで戻った以
後、ヒートポンプ装置は暖房運転状態となり、膨張弁用
弁体６の戻り回転角を増加していき次第に回転角０°に
近づけると、膨張弁用弁体６の溝１４を通過する冷媒の
量が次第に減少し、ヒートポンプ装置の暖房能力は減少
していく。図５は、暖房運転状態の時の四方弁用弁体２
と膨張弁用弁体６の位置関係を示している。
６０°の回転位置まで戻るまでの間、四方弁用弁体２は
第二停止位置、つまりポートＤとポートＥとが連通し、
ポートＣとポートＳとが連通した状態にある（図７の水
平線Ｚ１がこの状態を示している）。一方、膨張弁用弁
体６は、図６において、（ｇ）→（ａ）に回転し、その
回転が１０５°の位置まで戻ると、溝１４の右端部でポ
ートＡとＢとが連通し始めるから、膨張弁用弁体６の回
転が、第二停止位置から１０５°の位置まで戻った以
後、ヒートポンプ装置は暖房運転状態となり、膨張弁用
弁体６の戻り回転角を増加していき次第に回転角０°に
近づけると、膨張弁用弁体６の溝１４を通過する冷媒の
量が次第に減少し、ヒートポンプ装置の暖房能力は減少
していく。図５は、暖房運転状態の時の四方弁用弁体２
と膨張弁用弁体６の位置関係を示している。
【００５３】膨張弁用弁体６が回転角７５°の位置まで
戻ると、ポートＢと溝１４との連通が遮断されるので、
膨張弁１３の開度は０となり、暖房運転状態は停止す
る。この間、膨張弁１３の開度は図７（ｂ）の折れ線Ｌ
における区間Ｘで示すように変化することはいうまでも
ない。
戻ると、ポートＢと溝１４との連通が遮断されるので、
膨張弁１３の開度は０となり、暖房運転状態は停止す
る。この間、膨張弁１３の開度は図７（ｂ）の折れ線Ｌ
における区間Ｘで示すように変化することはいうまでも
ない。
【００５４】図７中の矢印Ｑは、四方弁用弁体２の第二
停止位置（回転角２００°）から基準位置（回転角０
°）までの弁位置の変化方向を示しており、Ｚ１区間で
は四方弁用弁体２は、第二停止位置（回転角２００°）
に停止したままであるが、Ｚ２ 区間で上から見て６０°
反時計方向に回転して冷房運転位置に切り換わり、基準
位置（回転角０°）に戻る。暖房運転時、複合弁は図９
に示す状態にある。
停止位置（回転角２００°）から基準位置（回転角０
°）までの弁位置の変化方向を示しており、Ｚ１区間で
は四方弁用弁体２は、第二停止位置（回転角２００°）
に停止したままであるが、Ｚ２ 区間で上から見て６０°
反時計方向に回転して冷房運転位置に切り換わり、基準
位置（回転角０°）に戻る。暖房運転時、複合弁は図９
に示す状態にある。
【００５５】図５に示すときは、膨張弁用弁体６が基準
位置から１０５°と７５°との間の回転位置にある時、
ヒ−トピンプ装置は暖房運転状態にあり、膨張弁用弁体
６の回転操作によって、暖房能力をコントロールするこ
とができることになる。
位置から１０５°と７５°との間の回転位置にある時、
ヒ−トピンプ装置は暖房運転状態にあり、膨張弁用弁体
６の回転操作によって、暖房能力をコントロールするこ
とができることになる。
【００５６】前記のように、この実施形態の複合弁で
は、四方弁用弁体２を回転して、冷媒の流れ方向を切り
換える操作を行うとき、膨張弁１３に連通するポート
Ａ、ポートＢが下部室１Ｂに対して全開になるので、シ
ステムの圧力差が小さくなり、その結果、四方弁用弁体
２の回転負荷を軽減することができる。
は、四方弁用弁体２を回転して、冷媒の流れ方向を切り
換える操作を行うとき、膨張弁１３に連通するポート
Ａ、ポートＢが下部室１Ｂに対して全開になるので、シ
ステムの圧力差が小さくなり、その結果、四方弁用弁体
２の回転負荷を軽減することができる。
【００５７】図１の実施形態では、２０極のステッピン
グモータが用いられている。そしてこのステッピングモ
ータの回転で膨張弁用弁体６を前記の回転角に駆動する
ために、ステッピングモータの回転軸４とギヤ出力軸５
との間に、減速比が１／２０の歯車装置１８が介設され
ている。なお、ステッピングモータの極数や歯車装置１
８の減速比などは、設計上適宜選定できる事項であるこ
とはいうまでもない。また、歯車装置１８に代えて公知
の任意の減速装置を用いてもよい。
グモータが用いられている。そしてこのステッピングモ
ータの回転で膨張弁用弁体６を前記の回転角に駆動する
ために、ステッピングモータの回転軸４とギヤ出力軸５
との間に、減速比が１／２０の歯車装置１８が介設され
ている。なお、ステッピングモータの極数や歯車装置１
８の減速比などは、設計上適宜選定できる事項であるこ
とはいうまでもない。また、歯車装置１８に代えて公知
の任意の減速装置を用いてもよい。
【００５８】（効果）この第一実施形態の複合弁では、
次の様な効果が得られる。 （１）スライド弁式膨張弁と回転スライド式四方切換弁
体とを組み合わせた複合弁構造体に形成されているの
で、構成が簡単で位置決めを容易に行うことが可能とな
る。 （２）膨張弁用弁体は、モータに回転駆動されて弁座に
スライド回転して冷媒流量を制御する形式であるため、
ニードル式膨張弁の前記の問題点、すなわち、弁開き始
めの弁特性が急激な立ち上がりとなってしまったり、食
いつきを防止するために、ニードルと弁座との間に若干
のクリアランスを設けると、そのクリアランスだけで、
微小冷媒流量の制御範囲を越えてしまったりするという
問題点を解決することが可能となる。 （３）四方弁用弁体を回転して冷媒の流れ方向を切り換
える操作を行うとき、膨張弁１３に連通するポートＡ，
Ｂが全開になるので、システムの圧力差が小さくなり、
その結果、四方弁用弁体２の回転負荷を軽減することが
できる。
次の様な効果が得られる。 （１）スライド弁式膨張弁と回転スライド式四方切換弁
体とを組み合わせた複合弁構造体に形成されているの
で、構成が簡単で位置決めを容易に行うことが可能とな
る。 （２）膨張弁用弁体は、モータに回転駆動されて弁座に
スライド回転して冷媒流量を制御する形式であるため、
ニードル式膨張弁の前記の問題点、すなわち、弁開き始
めの弁特性が急激な立ち上がりとなってしまったり、食
いつきを防止するために、ニードルと弁座との間に若干
のクリアランスを設けると、そのクリアランスだけで、
微小冷媒流量の制御範囲を越えてしまったりするという
問題点を解決することが可能となる。 （３）四方弁用弁体を回転して冷媒の流れ方向を切り換
える操作を行うとき、膨張弁１３に連通するポートＡ，
Ｂが全開になるので、システムの圧力差が小さくなり、
その結果、四方弁用弁体２の回転負荷を軽減することが
できる。
【００５９】次に、図１０〜１７に基づいて第二実施形
態について説明する。
態について説明する。
【００６０】（構成）この第二実施形態の電動四方切換
弁３０では、ポートＡ、ポートＢがギヤ出力軸２５に極
めて近接した位置に設けられている点で前記の第一実施
形態の電動四方切換弁と相違しており、その他の構成は
ほぼ同じであるので、図１０乃至図１７において、第一
実施形態の複合弁の各部材に対応する部材には、それぞ
れ「２０」をプラスした符号を付し、それらの部材につ
いては、構成が同一の場合、説明を省略することがあ
る。
弁３０では、ポートＡ、ポートＢがギヤ出力軸２５に極
めて近接した位置に設けられている点で前記の第一実施
形態の電動四方切換弁と相違しており、その他の構成は
ほぼ同じであるので、図１０乃至図１７において、第一
実施形態の複合弁の各部材に対応する部材には、それぞ
れ「２０」をプラスした符号を付し、それらの部材につ
いては、構成が同一の場合、説明を省略することがあ
る。
【００６１】図１０、図１１、図１３に示すように、ポ
ートＡ、ポートＢは、ギヤ出力軸２５に極めて近接した
位置に設けられている。なお、この例では、ポートＤが
弁座２７に開口されている。図１７の符号７Ａはギヤ出
力軸３５の受け孔を示している。
ートＡ、ポートＢは、ギヤ出力軸２５に極めて近接した
位置に設けられている。なお、この例では、ポートＤが
弁座２７に開口されている。図１７の符号７Ａはギヤ出
力軸３５の受け孔を示している。
【００６２】ポートＡ、ポートＢをギヤ出力軸２５に極
めて近接した位置に設けたため、ポートＡとポートＢが
常に四方弁用弁体２２（この第二実施形態でも四方弁用
弁体２は第一実施形態のものとほぼ同じ構成である）で
閉鎖されてしまうという不都合が生じる。
めて近接した位置に設けたため、ポートＡとポートＢが
常に四方弁用弁体２２（この第二実施形態でも四方弁用
弁体２は第一実施形態のものとほぼ同じ構成である）で
閉鎖されてしまうという不都合が生じる。
【００６３】この不都合に対処するため、この第二実施
形態では、膨張弁用弁体２６の構成が、第一実施形態の
膨張弁用弁体６と構成上相違する。
形態では、膨張弁用弁体２６の構成が、第一実施形態の
膨張弁用弁体６と構成上相違する。
【００６４】図１１、図１２、図１３に示すように、膨
張弁用弁体２６はその全体形状をほぼ円筒体状に形成さ
れており、その内周面でギヤ出力軸２５に固定されてい
る。
張弁用弁体２６はその全体形状をほぼ円筒体状に形成さ
れており、その内周面でギヤ出力軸２５に固定されてい
る。
【００６５】さらに、円筒状の膨張弁用弁体２６の外周
上端部に、突起２６ａが突設されている。一方、四方弁
用弁体２２の上面に、図１６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、突起２６ａの両側面に当接可能な突部２２ｂが設け
られている。
上端部に、突起２６ａが突設されている。一方、四方弁
用弁体２２の上面に、図１６（ａ），（ｂ）に示すよう
に、突起２６ａの両側面に当接可能な突部２２ｂが設け
られている。
【００６６】さらに、図１３に示すように、膨張弁用弁
体２６の底面２６ｃに、溝３４のほか、四方弁用弁体２
２の回転時、ポートＡ，Ｂを全開（連通）状態にしてシ
ステムの圧力差を小さくし、四方弁用弁体２２の回転負
荷を軽減するための全開流量確保用溝（以下「全開用
溝」という）３５が溝３４の最大幅部に連続して設けら
れている。
体２６の底面２６ｃに、溝３４のほか、四方弁用弁体２
２の回転時、ポートＡ，Ｂを全開（連通）状態にしてシ
ステムの圧力差を小さくし、四方弁用弁体２２の回転負
荷を軽減するための全開流量確保用溝（以下「全開用
溝」という）３５が溝３４の最大幅部に連続して設けら
れている。
【００６７】全開用溝３５は、溝３４の最大幅部の幅よ
りもはるかに広い幅を有し、その中心角は、この実施形
態では２４０°に設定されている。
りもはるかに広い幅を有し、その中心角は、この実施形
態では２４０°に設定されている。
【００６８】膨張弁用弁体２６の外周面２２ｃは、四方
弁用弁体２２の軸受け（回転ガイド部）を形成してい
て、この実施形態では、四方弁用弁体２２は膨張弁用弁
体２６の外周面により回転可能に支持される構成となっ
ている。
弁用弁体２２の軸受け（回転ガイド部）を形成してい
て、この実施形態では、四方弁用弁体２２は膨張弁用弁
体２６の外周面により回転可能に支持される構成となっ
ている。
【００６９】（作動）図１１において、四方弁用弁体２
２が実線で示す位置にある状態を「基準位置」とよび、
この時の回転角を０°とする。この基準位置の時、膨張
弁用弁体２６は図１３に示す位置にあって、ポートＡ、
ポートＢは全開用溝３５を介して全開状態で連通してい
る。
２が実線で示す位置にある状態を「基準位置」とよび、
この時の回転角を０°とする。この基準位置の時、膨張
弁用弁体２６は図１３に示す位置にあって、ポートＡ、
ポートＢは全開用溝３５を介して全開状態で連通してい
る。
【００７０】基準位置から膨張弁用弁体２６を、図１
１、図１３において時計方向に回転する。その回転角が
３００°に達するまで、四方弁用弁体２２はこの位置に
停止したままである。図１４（ａ）の水平線Ｚ１ はこ
の行程中における四方弁用弁体２２の位置（四方弁用弁
体２２の位置が変化しないこと）を示している。
１、図１３において時計方向に回転する。その回転角が
３００°に達するまで、四方弁用弁体２２はこの位置に
停止したままである。図１４（ａ）の水平線Ｚ１ はこ
の行程中における四方弁用弁体２２の位置（四方弁用弁
体２２の位置が変化しないこと）を示している。
【００７１】前記の回転中、回転角が９０°になると、
全開用溝３５の右端部３５ａがポートＡから離れはじ
め、ポートＡ、ポートＢの連通面積が徐々に小さくな
り、回転角が１２０°になると、ポートＡとポートＢの
連通は完全に遮断される。これと同時に、溝３４がポー
トＡ、ポートＢを連通し始め、膨張弁用弁体２６は膨張
弁としての機能を開始する。
全開用溝３５の右端部３５ａがポートＡから離れはじ
め、ポートＡ、ポートＢの連通面積が徐々に小さくな
り、回転角が１２０°になると、ポートＡとポートＢの
連通は完全に遮断される。これと同時に、溝３４がポー
トＡ、ポートＢを連通し始め、膨張弁用弁体２６は膨張
弁としての機能を開始する。
【００７２】膨張弁用弁体２６の回転角の増加につれ
て、ポートＡ、ポートＢを介して流れる冷媒の流量は増
加する。そして、膨張弁用弁体２６が２４０°になる
と、全開用溝３５の左端部３５ｂがポートＡに連通しは
じめるので、膨張弁用弁体２６の膨張弁としての機能は
終わる。図１４（ｂ）の折れ線における区間Ｘは、膨張
弁として作動中の流量絞り特性を示している。
て、ポートＡ、ポートＢを介して流れる冷媒の流量は増
加する。そして、膨張弁用弁体２６が２４０°になる
と、全開用溝３５の左端部３５ｂがポートＡに連通しは
じめるので、膨張弁用弁体２６の膨張弁としての機能は
終わる。図１４（ｂ）の折れ線における区間Ｘは、膨張
弁として作動中の流量絞り特性を示している。
【００７３】一方、膨張弁用弁体２６が０°から３００
°の回転位置に至る間、ポートＥとポートＳとは四方弁
用弁体２２の連通路２２ａにより連通状態にあり、ま
た、ポートＣとポートＤとは下部室１１Ｂで連通してい
て、複合弁は冷房運転状態にある。
°の回転位置に至る間、ポートＥとポートＳとは四方弁
用弁体２２の連通路２２ａにより連通状態にあり、ま
た、ポートＣとポートＤとは下部室１１Ｂで連通してい
て、複合弁は冷房運転状態にある。
【００７４】したがって、膨張弁用弁体２６が回転角１
２０°から２４０°の間にあるとき、膨張弁用弁体２６
の回転角を調節することにより、冷房能力を調節するこ
とが可能となる。
２０°から２４０°の間にあるとき、膨張弁用弁体２６
の回転角を調節することにより、冷房能力を調節するこ
とが可能となる。
【００７５】膨張弁用弁体２６を更に回転させ、３００
°に至ると、膨張弁用弁体２６の突起２６ａが突部２２
ｂの右端に当接する。膨張弁用弁体２６の回転を継続す
るとそれ以降膨張弁用弁体２６に押されて、四方弁用弁
体２２も時計方向に回転し、膨張弁用弁体２６が３６０
°回転すると、四方弁用弁体２２が第２ストッパピン３
９ｂに当接して停止する（第２停止位置、図１１で点線
で示す）。この第２停止位置に四方弁用弁体２２が達し
た時には、ポートＣとポートＳとは四方弁用弁体２２の
連通路２２ａにより連通状態となり、また、ポートＥと
ポートＤとは下部室１１Ｂで連通する状態に切り換わっ
て、複合弁は暖房運転状態に切り換わっている。図１４
（ａ）の傾斜線Ｚ２がこの間の四方弁用弁体２２の切り
換え行程中であることを示している。
°に至ると、膨張弁用弁体２６の突起２６ａが突部２２
ｂの右端に当接する。膨張弁用弁体２６の回転を継続す
るとそれ以降膨張弁用弁体２６に押されて、四方弁用弁
体２２も時計方向に回転し、膨張弁用弁体２６が３６０
°回転すると、四方弁用弁体２２が第２ストッパピン３
９ｂに当接して停止する（第２停止位置、図１１で点線
で示す）。この第２停止位置に四方弁用弁体２２が達し
た時には、ポートＣとポートＳとは四方弁用弁体２２の
連通路２２ａにより連通状態となり、また、ポートＥと
ポートＤとは下部室１１Ｂで連通する状態に切り換わっ
て、複合弁は暖房運転状態に切り換わっている。図１４
（ａ）の傾斜線Ｚ２がこの間の四方弁用弁体２２の切り
換え行程中であることを示している。
【００７６】前記の切り換え行程中、ポートＡ、ポート
Ｂは全開用溝３５で全開での連通状態にあるから、シス
テムの圧力差が小さくなり、その結果、四方弁用弁体２
２の回転負荷を軽減することができる。
Ｂは全開用溝３５で全開での連通状態にあるから、シス
テムの圧力差が小さくなり、その結果、四方弁用弁体２
２の回転負荷を軽減することができる。
【００７７】四方弁用弁体２２を暖房運転に切り換えた
（このとき膨張弁用弁体２６は、基準位置から３６０°
回転している）後、膨張弁用弁体２６を反時計方向に回
転する。この回転時、膨張弁用弁体２６が６０°の回転
位置に戻るまで、四方弁用弁体２２は暖房運転位置（第
２停止位置）に停止したままである。図１４（ａ）の水
平線Ｙ１がこの間の四方弁用弁体２２の位置を示し、四
方弁用弁体２２の位置が変化しない。
（このとき膨張弁用弁体２６は、基準位置から３６０°
回転している）後、膨張弁用弁体２６を反時計方向に回
転する。この回転時、膨張弁用弁体２６が６０°の回転
位置に戻るまで、四方弁用弁体２２は暖房運転位置（第
２停止位置）に停止したままである。図１４（ａ）の水
平線Ｙ１がこの間の四方弁用弁体２２の位置を示し、四
方弁用弁体２２の位置が変化しない。
【００７８】一方、膨張弁用弁体２６は、この行程中、
前記と反対の経過を経て、基準位置にもどる。すなわ
ち、回転角２４０°から１２０°までの期間、回転角の
調節により暖房運転における暖房能力の調節を行うこと
ができる。
前記と反対の経過を経て、基準位置にもどる。すなわ
ち、回転角２４０°から１２０°までの期間、回転角の
調節により暖房運転における暖房能力の調節を行うこと
ができる。
【００７９】膨張弁用弁体２６が６０°まで戻ると、膨
張弁用弁体２６の突起２６ａが突部２２ａの左端に当接
する。膨張弁用弁体２６の反時計方向の回転を継続する
と、それ以降、膨張弁用弁体２６に押されて、四方弁用
弁体２２も反時計方向に回転し、膨張弁用弁体２６が０
°まで戻った時、四方弁用弁体２２が第１ストッパピン
３９ａに当接して停止し基準状態にもどる。
張弁用弁体２６の突起２６ａが突部２２ａの左端に当接
する。膨張弁用弁体２６の反時計方向の回転を継続する
と、それ以降、膨張弁用弁体２６に押されて、四方弁用
弁体２２も反時計方向に回転し、膨張弁用弁体２６が０
°まで戻った時、四方弁用弁体２２が第１ストッパピン
３９ａに当接して停止し基準状態にもどる。
【００８０】すなわち、ポートＥとポートＳとは四方弁
用弁体２２の連通路２２ａにより連通状態となり、ま
た、ポートＣとポートＤとは下部室１１Ｂで連通する状
態に切り換わって、複合弁は冷房運転状態に切り換わ
る。図１４（ａ）の傾斜線Ｙ2がこの間の四方弁用弁体
２２の切り換え行程を示している。
用弁体２２の連通路２２ａにより連通状態となり、ま
た、ポートＣとポートＤとは下部室１１Ｂで連通する状
態に切り換わって、複合弁は冷房運転状態に切り換わ
る。図１４（ａ）の傾斜線Ｙ2がこの間の四方弁用弁体
２２の切り換え行程を示している。
【００８１】前記の切り換え行程中、ポートＡとポート
Ｂは全開用溝３５で全開での連通状態にあるから、シス
テムの圧力差が小さくなり、その結果、四方弁用弁体２
２の回転負荷を軽減することができる点は、冷房運転状
態から暖房運転状態に切り換える時と同様である。
Ｂは全開用溝３５で全開での連通状態にあるから、シス
テムの圧力差が小さくなり、その結果、四方弁用弁体２
２の回転負荷を軽減することができる点は、冷房運転状
態から暖房運転状態に切り換える時と同様である。
【００８２】（効果）この第二実施形態の複合弁では、
第一実施形態の複合弁の上記の効果のほか、膨張弁用弁
体２６の外周部が四方弁用弁体２２の軸受けとして機能
するので、四方弁用弁体２２の支持剛性を向上でき、ま
た膨張弁用弁体の形状を簡素化でき、製作コストの低減
化、大量生産化が可能となる等の効果が得られる。
第一実施形態の複合弁の上記の効果のほか、膨張弁用弁
体２６の外周部が四方弁用弁体２２の軸受けとして機能
するので、四方弁用弁体２２の支持剛性を向上でき、ま
た膨張弁用弁体の形状を簡素化でき、製作コストの低減
化、大量生産化が可能となる等の効果が得られる。
【００８３】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
次のような効果が得られる。 （１）スライド弁式膨張弁と回転スライド式四方切換弁
体とを組み合わせた複合弁構造体に形成されているの
で、構成が簡単で位置決めを容易に行うことが可能とな
る。 （２）膨張弁用弁体は、モータに回転駆動されて弁座に
スライド回転して冷媒流量を制御する形式であるため、
ニードル式膨張弁の前記の問題点、すなわち、弁開き始
めの弁特性が急激な立ち上がりとなってしまったり、食
いつきを防止するために、ニードルと弁座との間に若干
のクリアランスを設けると、そのクリアランスだけで、
微小冷媒流量の制御範囲を越えてしまったりするという
問題点を解決することが可能となる。 （３）四方弁用弁体を回転して、冷媒の流れ方向を切り
換える操作を行うとき、膨張弁に連通するポートＡ、ポ
ートＢが全開になるので、システムの圧力差が小さくな
り、その結果、四方弁用弁体の回転負荷を軽減すること
ができる。 （４）第二実施形態では、膨張弁用弁体の外周部が四方
弁用弁体の軸受けとして機能するので、四方弁用弁体の
支持剛性を向上でき、また、膨張弁用弁体の形状を簡素
化でき、製作コストの低減化、大量生産化が可能とな
る。
次のような効果が得られる。 （１）スライド弁式膨張弁と回転スライド式四方切換弁
体とを組み合わせた複合弁構造体に形成されているの
で、構成が簡単で位置決めを容易に行うことが可能とな
る。 （２）膨張弁用弁体は、モータに回転駆動されて弁座に
スライド回転して冷媒流量を制御する形式であるため、
ニードル式膨張弁の前記の問題点、すなわち、弁開き始
めの弁特性が急激な立ち上がりとなってしまったり、食
いつきを防止するために、ニードルと弁座との間に若干
のクリアランスを設けると、そのクリアランスだけで、
微小冷媒流量の制御範囲を越えてしまったりするという
問題点を解決することが可能となる。 （３）四方弁用弁体を回転して、冷媒の流れ方向を切り
換える操作を行うとき、膨張弁に連通するポートＡ、ポ
ートＢが全開になるので、システムの圧力差が小さくな
り、その結果、四方弁用弁体の回転負荷を軽減すること
ができる。 （４）第二実施形態では、膨張弁用弁体の外周部が四方
弁用弁体の軸受けとして機能するので、四方弁用弁体の
支持剛性を向上でき、また、膨張弁用弁体の形状を簡素
化でき、製作コストの低減化、大量生産化が可能とな
る。
【図１】本発明の第一実施の形態に係る複合弁の断面図
である。
である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視平面図である。
【図３】同冷房運転時の平面図である。
【図４】同暖房運転への切り換え時の平面図である。
【図５】同暖房運転時の平面図である。
【図６】（ａ）乃至（ｇ）は膨張弁用弁体の回転とポー
トＡ，Ｂとの関係の模式図である。
トＡ，Ｂとの関係の模式図である。
【図７】（ａ）は図１の複合弁の各運転モード切換えタ
イミングを示すグラフチャート図、（ｂ）は該膨張弁用
弁体の位置とポートＡ，Ｂの開口との関係を示すグラフ
で、折れ線ＬはポートＡ，Ｂ間の連通開度を示してい
る。
イミングを示すグラフチャート図、（ｂ）は該膨張弁用
弁体の位置とポートＡ，Ｂの開口との関係を示すグラフ
で、折れ線ＬはポートＡ，Ｂ間の連通開度を示してい
る。
【図８】図１の複合弁の冷房運転位置における冷凍サイ
クルの模式図である。
クルの模式図である。
【図９】図１の複合弁の暖房運転位置における冷凍サイ
クルの模式図である。
クルの模式図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る複合弁の断面図
である。
である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ矢視平面図である。
【図１２】図１０のＣ−Ｃ矢視平面図である。
【図１３】同膨張弁用弁体の底面図である。
【図１４】（ａ）は図１０の複合弁の各運転モード切換
えタイミングを示すグラフチャート図、（ｂ）は該膨張
弁用弁体の位置とポートＡ，Ｂの開口との関係を示すグ
ラフで、折れ線ＬはポートＡ，Ｂ間の連通開度を示して
いる。
えタイミングを示すグラフチャート図、（ｂ）は該膨張
弁用弁体の位置とポートＡ，Ｂの開口との関係を示すグ
ラフで、折れ線ＬはポートＡ，Ｂ間の連通開度を示して
いる。
【図１５】同一部の分解図である。
【図１６】（ａ）は同四方弁用弁体の斜視図、（ｂ）は
同四方弁用弁体の断面図である。
同四方弁用弁体の断面図である。
【図１７】同弁座の平面図である。
【図１８】従来の複合弁の断面図である。
【図１９】同複合弁の分解図である。
１，２１ ケース １Ａ，２１Ａ 上部室 １Ｂ，２１Ｂ 下部室 ２，２２ 四方弁用弁体 ２ａ，２２ａ 連通路 ３，２３ モータ ４，２４ モータの回転軸 ５，２５ ギヤ出力軸 ６，２６ 膨張弁用弁体 ２６ａ 突起 ７，２７ 弁座 ８，２８ ギヤ下板 ９，２９ 軸受け １０，３０ 四方切換弁 １１ 室内熱交換器 １２ 室外熱交換器 １３ 膨張弁 １４，３４ 溝 １８，３８ 歯車装置 １９ａ，３９ａ 第１ストッパピン １９ｂ，３９ｂ 第２ストッパピン ２２ｂ 突部 ３５ 全開用溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H062 AA07 BB10 BB30 CC02 DD01 FF41 HH04 HH08 3H063 AA05 BB02 BB08 BB32 CC02 DA14 DB31 FF01 GG14 3H067 AA13 AA32 BB02 BB12 CC32 CC42 CC44 CC45 DD03 DD12 DD32 EA04 FF11 GG23
Claims (11)
- 【請求項１】 コンプレッサと、室内熱交換器と、室外
熱交換器と、膨張弁と、１つの高圧ポートと１つの低圧
ポートとを含む複数個のポートの間の冷媒の流れを切り
換える四方切換弁と、前記複数個のポートの形成された
弁座と、前記四方切換弁の回動用モータとを備えるとと
もに前記の膨張弁と四方切換弁とが一体に構成された複
合弁において、前記四方切換弁が、前記弁座に関連して
複数の作動位置へ回転自在な四方弁用弁体を有するとと
もに該四方弁用弁体が前記弁座に対向配設された底面に
開口する連通路を介して前記弁座に関連した相対位置に
応じて前記ポート間の冷媒流れを制御するよう構成さ
れ、前記膨張弁が、前記モータによりその底面を前記弁
座に摺動回転するように配設されるとともに該底面に形
成されて前記弁座に開口され前記の室内熱交換器および
室外熱交換器に連通する一組のポートと協働して前記冷
媒の絞り作用を行う溝を有する膨張弁用弁体を設けてな
ることを特徴とする四方切換弁と電動膨脹弁との複合
弁。 - 【請求項２】 前記複合弁が、ケースを備え、該ケース
の下面に前記弁座が取り付けられて該ケース内に気密状
の下部室が形成され、該下部室内に、前記四方弁用弁体
が回転可能に配設されるとともに前記膨張弁用弁体が前
記モータにより回転駆動可能に配設され、前記弁座に、
前記コンプレッサの吸込口に連通するポートＳと前記室
内熱交換器の一方の接続口に連通するポートＥと前記室
外熱交換器の一方の接続口に連通するポートＣと、前記
膨張弁用弁体の溝と協働する一組のポートとしてのポー
トＡおよびポートＢとが開口形成され、前記ポートＡが
前記室外熱交換器の他方の接続口に連通し前記ポートＢ
が前記室内熱交換器の他方の接続口に連通するように構
成され、前記膨張弁用弁体の底面に形成された前記溝
が、前記ポートＡとポートＢとの間の冷媒の流量を絞っ
て膨張弁の作用を行うよう構成されている請求項１に記
載の四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁。 - 【請求項３】 前記高圧ポートが前記ケースの下部室に
開口して該下部室を前記コンプレッサの高圧冷媒吐出口
に連通するように構成されている請求項２に記載の四方
切換弁と電動膨脹弁との複合弁。 - 【請求項４】 前記高圧ポートが前記下部室を形成する
前記弁座に開口して該下部室を前記コンプレッサの高圧
冷媒吐出口に連通するように構成されている請求項３に
記載の四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁。 - 【請求項５】 前記四方弁用弁体が、前記膨張弁用弁体
の回動作動に押されて１つの高圧ポートと１つの低圧ポ
ートとを含む複数個のポートの間の冷媒の流れを切り換
えるべく回動するよう構成されている請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の四方切換弁と電動膨脹弁との複
合弁。 - 【請求項６】 前記膨張弁用弁体に形成された溝が、該
膨張弁用弁体の回動に伴って連続的に前記冷媒の流量の
絞り量を制御可能な形状に形成されている請求項１乃至
請求項５のいずれかに記載の四方切換弁と電動膨脹弁と
の複合弁。 - 【請求項７】 前記四方弁用弁体の回転時に、前記膨張
弁用弁体が前記のポートＡとポートＢとの少なくともい
ずれか一方を前記下部室に開放可能に構成されている請
求項１乃至請求項６のいずれかに記載の四方切換弁と電
動膨脹弁との複合弁。 - 【請求項８】 前記弁座に、前記四方弁用弁体を、ヒー
トポンプ装置の冷房運転状態位置および暖房運転状態位
置にそれぞれ停止させるストッパピンが設けられている
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の四方切換弁と
電動膨脹弁との複合弁。 - 【請求項９】 前記膨張弁用弁体が、円筒状に形成され
てその外周面が前記四方弁用弁体の軸受けを構成すると
ともに、その内周面が前記モータにより回転駆動される
軸に固定されている請求項１に記載の四方切換弁と電動
膨脹弁との複合弁。 - 【請求項１０】 前記膨張弁用弁体の底面に前記弁座に
開口され前記室内熱交換器および室外熱交換器に連通す
る一組のポートと協働して前記冷媒の絞り作用を行う溝
を形成され、該溝に、前記四方弁用弁体の回転時に、前
記のポートＡとポートＢとを連通する全開用溝が連設さ
れている請求項９に記載の四方切換弁と電動膨脹弁との
複合弁。 - 【請求項１１】 前記膨張弁用弁体に、その回転で前記
四方弁用弁体を回動作動させるための突起が突設される
とともに該突起に当接可能な突部が前記四方弁用弁体に
設けられている請求項９又は請求項１０に記載の四方切
換弁と電動膨脹弁との複合弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183814A JP2002005543A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000183814A JP2002005543A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005543A true JP2002005543A (ja) | 2002-01-09 |
Family
ID=18684333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000183814A Withdrawn JP2002005543A (ja) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | 四方切換弁と電動膨脹弁との複合弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002005543A (ja) |
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- 2000-06-19 JP JP2000183814A patent/JP2002005543A/ja not_active Withdrawn
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