JP2002372160A - 四方向切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組立性およびシール性に優れた四方向切換弁
を提供することを目的とする。 【解決手段】 高圧冷媒が導入されるポートａからポー
トｂ，ｃへの通路開閉をボール弁体９，９ａと弁座６，
６ａとで行い、ポートｂ，ｃからポートｄへの通路開閉
をボール弁体１４，１４ａと筒状弁座１６，１６ａとで
行い、これらをピストン１７，１７ａによる駆動とし、
ピストン１７，１７ａの調圧室には、ポートａに導入さ
れた高圧流体の一部を第１電磁弁４および第２電磁弁５
によって選択的に導入する構成にした。これにより、各
弁を分離したことで、弁を組み込んでいくときの組立性
が改善され、また、弁相互の心ずれを許容することがで
きるため、シール性も改善される。

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システムなど
において冷暖房モードの切り換え時に冷媒管路の切り換
えを行う四方向切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車用の冷暖房システムにおいて、冷
房運転では冷凍サイクルが用いられ、暖房運転には、エ
ンジンの冷却水が熱源として用いられている。しかしな
がら、この暖房用の熱源は、近年、エンジンの燃焼効率
が向上したことにより、冷却水の温度が高くならず、冬
期に十分な暖房温度を得ることができなくなってきてい
る。そこで、冷房と一緒に暖房もできるようなシステム
のニーズが増えている。このような冷暖房システムで
は、室内熱交換器および室外熱交換器に流す冷媒の流れ
方向を冷房運転時と暖房運転時とで逆転させる必要があ
るが、その冷媒流れの切り換えを行うのが四方向切換弁
である。

【０００３】図６は四方向切換弁を使用した冷暖房シス
テムの構成を示す図である。冷暖房システムは、圧縮機
１０１と、四方向切換弁１０２と、室外熱交換器１０３
と、減圧装置１０４と、室内熱交換器１０５と、アキュ
ムレータ１０６とから構成されている。四方向切換弁１
０２は、４つのポートａ〜ｄを有している。四方向切換
弁１０２のポートａは、圧縮機１０１の吐出側に接続さ
れ、ポートｂは、室外熱交換器１０３に接続され、ポー
トｃは、室内熱交換器１０５に接続され、ポートｄは、
アキュムレータ１０６に接続されている。

【０００４】四方向切換弁１０２は、冷房運転時は、実
線で示したように、ポートａとポートｂとが連通し、ポ
ートｃとポートｄとが連通するように切り換えられる。
したがって、圧縮機１０１にて圧縮された高温・高圧の
冷媒は、四方向切換弁１０２のポートａに入り、ポート
ｂから室外熱交換器１０３に送られ、ここで冷媒は熱交
換されて凝縮され、減圧装置１０４にて断熱膨張されて
低温・低圧になる。この低温・低圧の冷媒は、室内熱交
換器１０５で室内の暖かい空気と熱交換されて蒸発さ
れ、四方向切換弁１０２のポートｃおよびポートｄを通
ってアキュムレータ１０６に入り、ここで気液分離され
た冷媒が圧縮機１０１に戻る。

【０００５】一方、暖房運転のとき、四方向切換弁１０
２は、破線で示したように、ポートａとポートｃとが連
通し、ポートｂとポートｄとが連通するように切り換え
られる。したがって、圧縮機１０１にて圧縮された高温
・高圧の冷媒は、四方向切換弁１０２のポートａおよび
ポートｃを通って室内熱交換器１０５に入り、ここで熱
交換されて室内の冷たい空気を加熱する。この室内熱交
換器１０５にて凝縮された冷媒は、減圧装置１０４にて
断熱膨張されて低温・低圧になり、室外熱交換器１０３
での熱交換により蒸発され、四方向切換弁１０２のポー
トｂおよびポートｄを通ってアキュムレータ１０６に入
り、ここで気液分離された冷媒が圧縮機１０１に戻る。

【０００６】このように、四方向切換弁１０２は、その
冷媒流路を切り換えることにより、冷暖房システムの運
転モードを切り換えることができる。四方向切換弁１０
２としては、本願出願人による特開２０００−３５６２
７３号公報に記載の四方向切換弁が知られている。この
公報に記載の四方向切換弁は、第１および第２の筒状弁
を軸線方向に配置し、その両端に第１および第２の弁
座、第１および第２の圧縮コイルスプリングで付勢され
た第１および第２の弁体を配置し、フランジ部と第１お
よび第２の仕切壁との間に第１および第２の調圧室を配
置している。そして、パイロット作動弁がポートａの高
圧流体を第１または第２の調圧室に切り換え導入するこ
とによって、ポートａがポートｂと連通し、ポートｃが
ポートｄと連通する状態と、ポートａがポートｃと連通
し、ポートｂがポートｄと連通する状態とに切り換えで
きるようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
四方向切換弁では、軸線方向に２組の筒状弁、弁体、圧
縮コイルスプリング、調圧室などを配置する構成にして
いるので、これらをボディ内に同心上に配置しなければ
ならないが、これらを厳密に同心上に組み込み配置して
いくことは難しく、特に、出入口間に１０ＭＰａもの高
い差圧がかかるような冷媒を用いたシステムに適用した
場合には、心ずれによる冷媒漏れが多くなるという問題
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、組立性およびシール性に優れた四方向切換弁
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、第１のポートに導入された流体を第２の
ポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４
のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに
導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２
のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出す
る第２の状態とを切り換える四方向切換弁において、前
記第１のポートと前記第２のポートとの間の通路を開閉
する常閉の第１の弁と、前記第２のポートと前記第４の
ポートとの間の通路を開閉する常開の第２の弁と、前記
第１の弁および前記第２の弁と同一軸線上に配置されて
前記第２の弁を閉じるとともに前記第１の弁を開くよう
駆動する第１のピストンと、前記第１のポートと一端が
前記第１のピストンによって閉止された調圧室とを連通
する通路を開閉する第１の電磁弁と、前記第１のポート
と前記第３のポートとの間の通路を開閉する常閉の第３
の弁と、前記第３のポートと前記第４のポートとの間の
通路を開閉する常開の第４の弁と、前記第３の弁および
前記第４の弁と同一軸線上に配置されて前記第４の弁を
閉じるとともに前記第３の弁を開くよう駆動する第２の
ピストンと、前記第１のポートと一端が前記第２のピス
トンによって閉止された調圧室とを連通する通路を開閉
する第２の電磁弁と、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、高圧流
体が導入される第１のポートから第２のポートまたは第
３のポートへの通路開閉を行う第１の弁および第３の弁
と、第２のポートまたは第３のポートから第４のポート
への通路開閉を行う第２の弁および第４の弁とを分離独
立し、第１の弁および第２の弁と第３の弁および第４の
弁とをそれぞれ第１のピストンおよび第２のピストンに
よって駆動する構成にし、かつ、第１のピストンおよび
第２のピストンの調圧室に第１のポートに導入された高
圧流体の一部を第１の電磁弁および第２の電磁弁によっ
て選択的に導入する構成にした。これにより、各弁を分
離したことで、弁を組み込んでいくときの組立性が改善
され、また、弁相互の心ずれを許容することができるた
め、シール性も改善される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、自
動車用冷暖房システムに適用した場合を例に図面を参照
して詳細に説明する。

【００１２】図１は本発明の第１の実施の形態に係る四
方向切換弁の第１の切換状態を示す縦断面図、図２は本
発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁の第２の切
換状態を示す縦断面図、図３は図１および図２を側方か
ら見た縦断面図である。

【００１３】第１の実施の形態に係る四方向切換弁は、
１つのボディ１の中に並列配置された第１弁部２および
第２弁部３と、これら第１弁部２および第２弁部３にそ
れぞれ設けられてパイロット弁として作用する第１電磁
弁４および第２電磁弁５とから構成されている。ここ
で、図１では、第１電磁弁４が通電状態、第２電磁弁５
が非通電状態を表し、図２では、第１電磁弁４が非通電
状態、第２電磁弁５が通電状態を表している。ボディ１
には、高圧冷媒を導入するポートａと、室外熱交換器へ
配管されるポートｂと、室内熱交換器へ配管されるポー
トｃと、低圧冷媒をアキュムレータへ導出するポートｄ
とを有している。

【００１４】第１弁部２において、ポートａとポートｂ
との間の冷媒流路の途中に弁座６が配置されている。こ
の弁座６の上流側には筒状のガイド７が一体に形成され
ている。このガイド７には、ポートａと弁孔とを連通さ
せる連通孔８が穿設されている。ガイド７の中には、ボ
ール弁体９が配置され、このボール弁体９はスプリング
１０によって弁閉方向に付勢されている。弁座６の下方
には、ガイド１１が圧入されており、そのガイド１１の
中には軸線方向に摺動可能にホルダ１２が嵌挿配置され
ている。ホルダ１２は、その外周には、図示はしない
が、いくつかの通路が形成されている。また、ホルダ１
２は、ガイド１１に形成されたストッパ１３によって下
方への移動が規制されている。このホルダ１２は、上部
中央部に先端がボール弁体９に当接するシャフトが一体
に成形されており、下部にはボール弁体１４を保持し、
かつ、スプリング１５によって弁座６から離れる方向へ
付勢されている。

【００１５】ボール弁体１４の下方には、ガイド１１を
貫通して軸線方向に摺動可能に配置された筒状弁座１６
が配置され、この筒状弁座１６の下部にはピストン１７
が一体に形成され、かつ、スプリング１８によってボー
ル弁体１４から離れる方向へ付勢されている。筒状弁座
１６には、ピストン１７の上部空間に連通する連通孔１
９が穿設され、そのピストン１７の上部空間は低圧冷媒
を導出するポートｄに連通している。また、ピストン１
７は、これを収容するシリンダとの間に所定のクリアラ
ンスを有するような寸法に形成され、ピストン１７の調
圧室である下部空間に導入された高圧冷媒を低圧のポー
トｄに通じている上部空間へ微少漏れさせるようにして
いる。ピストン１７の外周部には、溝が形成されてい
て、そこには、パッキン２０が嵌合されている。

【００１６】第１弁部２の上部は、キャップ２１によっ
て閉止され、Ｃリング２２によって固定されている。第
１弁部２の下部には、ケース２３が圧入されている。こ
のケース２３は、軸線方向中央部に環状の冷媒導入溝２
４が形成され、その冷媒導入溝２４は下部中央に凹設さ
れた空間２５に通路２６を介して連通されている。ケー
ス２３は、また、中央の軸線位置に通路２７が穿設さ
れ、その下端部には、軸線方向に弁孔が穿設されたボー
ル弁座２８がかしめ加工によって固定されている。な
お、ケース２３の冷媒導入溝２４は、図３に示されるよ
うに、ボディ１に形成された冷媒通路２９，３０を介し
て高圧冷媒を導入するポートａに連通されている。

【００１７】第１電磁弁４は、上端面がケース２３の下
部に溶接されたスリーブ３１を備えている。このスリー
ブ３１の上方には、可動鉄芯とするプランジャ３２が軸
線方向に進退自在に嵌挿配置されている。このプランジ
ャ３２は、その中央軸線位置に開口部が貫通形成された
筒状の形状を有しており、その上端面は、ボール弁座２
８に対して接離動作することによって冷媒流路の開閉を
行う弁体を構成している。プランジャ３２は、また、そ
の外周部に、軸線方向に延びる連通溝３３が複数形成さ
れ、ボール弁座２８の側の面とその反対側の面とにかか
る冷媒圧力が等しくなるような背圧キャンセル構造にし
ている。スリーブ３１の下方には、固定鉄芯とするコア
３４が螺着されている。このコア３４とボール弁座２８
との間には、プランジャ３２の開口部を貫通してシャフ
ト３５が配置されている。このシャフト３５のボール弁
座２８側の先端部は、縮径されていて、プランジャ３２
の開口部との間に環状の空間を形成するようにするとと
もに、端面には中心を通る一条の溝が形成されていて、
その溝を介してボール弁座２８の弁孔と連通するように
している。プランジャ３２とコア３４との間には、弁体
であるプランジャ３２をボール弁座２８に着座させるよ
うに付勢するスプリング３６が配置されている。スリー
ブ３１の外周には、電磁コイル３７が配置され、その外
側は、ヨーク３８によって囲繞されている。ヨーク３８
の上端部は、この第１電磁弁４の磁気回路の一部を構成
するとともにボディ１に取り付けるためのフランジ３９
が設けられ、下端部は蓋４０によって閉止されている。
また、電磁コイル３７には、外部から制御電流を供給す
るための配線４１が接続されている。

【００１８】第２弁部３および第２電磁弁５は、それぞ
れ第１弁部２および第１電磁弁４と同じ構造を有してい
る。したがって、第２弁部３および第２電磁弁５の詳細
については説明を省略するが、後述する動作の説明で
は、第１弁部２および第１電磁弁４の構成要素と区別す
るために、対応する構成要素には同じ符号にサフィック
スａを付してある。

【００１９】次に、以上の構成の四方向切換弁の動作に
ついて説明する。まず、図１に示したように、第１電磁
弁４が通電状態、第２電磁弁５が非通電状態の場合につ
いて説明する。

【００２０】第１電磁弁４が通電されると、プランジャ
３２は、スプリング３６の付勢力に抗してコア３４に吸
引される。これにより、プランジャ３２は、ボール弁座
２８から離れる方向へ移動し、シャフト３５の先端の縮
径部分とプランジャ３２の開口部との間の環状の空間
は、空間２５に開放されることになって弁開状態にな
る。この結果、ポートａに導入された高圧冷媒は、図３
に示す冷媒通路３０，２９、環状の冷媒導入溝２４、通
路２６、空間２５、シャフト３５の先端面に形成された
溝、ボール弁座２８の弁孔、およびケース２３の通路２
７を介して、第１弁部２のピストン１７の下部空間に流
入するようになる。

【００２１】すると、ピストン１７の下部空間に流入さ
れた高圧冷媒は、ピストン１７を図の上方へ押し上げ、
筒状弁座１６をボール弁体１４に当接させ、すなわち、
弁閉状態にして、これら筒状弁座１６およびボール弁体
１４をさらに押し上げていき、これによって、ホルダ１
２と一体成形されたシャフトがボール弁体９をその弁座
６から押し上げ、弁開状態にする。

【００２２】これにより、ポートａに導入された高圧冷
媒は、ガイド７に穿設された連通孔８、弁座６の弁孔を
通ってポートｂへ流れる。一方、第２電磁弁５が非通電
にされると、そのプランジャ３２ａは、スプリング３６
ａの付勢力によってボール弁座２８ａに着座される。こ
れにより、第２電磁弁５にて高圧流体の供給が遮断され
るため、ピストン１７ａの下部空間にあった高圧冷媒
は、パッキン２０ａを介して上部空間側へ微少漏れして
いく。これにより、ピストン１７ａは、スプリング１８
ａの付勢力によって図の下方へ押し下げられ、これに連
動して、ボール弁体１４ａ，９ａもスプリング１５ａ，
１０ａによって同様に図の下方へ押し下げられる。これ
らの下方移動の途中で、ホルダ１２ａは、ガイド１１ａ
のストッパ１３ａにて停止される。これにより、ボール
弁体１４ａは、筒状弁座１６ａから離れて弁開状態にな
り、ボール弁体９ａは、弁座６ａに着座して弁閉状態に
なる。

【００２３】これにより、ポートｃに導入された冷媒
は、ホルダ１２ａの外周に形成された通路を通り、筒状
弁座１６ａの中央の通路および連通孔１９ａを通ってポ
ートｄへ流れる。

【００２４】つまり、この第１電磁弁４が通電状態、第
２電磁弁５が非通電状態の場合、四方向切換弁は、ポー
トａとポートｂとが連通し、ポートｃとポートｄとが連
通することになる。

【００２５】次に、図２に示したように、第１電磁弁４
が非通電状態、第２電磁弁５が通電状態の場合について
説明する。まず、第１電磁弁４が非通電にされると、そ
のプランジャ３２は、スプリング３６の付勢力によって
ボール弁座２８に着座される。これにより、第１電磁弁
４にて高圧流体の供給が遮断されるため、ピストン１７
の下部空間にあった高圧冷媒は、パッキン２０を介して
上部空間側へ微少漏れしていく。これにより、ピストン
１７は、スプリング１８の付勢力によって図の下方へ押
し下げられ、これに連動して、ボール弁体１４，９もス
プリング１５，１０によって同様に図の下方へ押し下げ
られる。これらの下方移動の途中で、ホルダ１２は、ガ
イド１１のストッパ１３にて係止される。これにより、
ボール弁体１４は、筒状弁座１６から離れて弁開状態に
なり、ボール弁体９は、弁座６に着座して弁閉状態にな
る。

【００２６】これにより、ポートｂに導入された冷媒
は、ホルダ１２の外周に形成された通路を通り、筒状弁
座１６の中央の通路および連通孔１９を通ってポートｄ
へ流れる。

【００２７】一方、第２電磁弁５が通電されると、プラ
ンジャ３２ａは、スプリング３６ａの付勢力に抗してコ
ア３４ａに吸引される。これにより、プランジャ３２ａ
は、ボール弁座２８ａから離れる方向へ移動し、弁開状
態になる。この結果、ポートａに導入された高圧冷媒
は、この第２電磁弁５を介して、ピストン１７ａの下部
空間に流入し、ピストン１７ａを図の上方へ押し上げ、
筒状弁座１６ａにボール弁体１４ａを着座させ、さら
に、ホルダ１２ａと一体成形されたシャフトがボール弁
体９ａをその弁座６ａから押し上げて弁開状態にする。

【００２８】これにより、ポートａに導入された高圧冷
媒は、ガイド７ａに穿設された連通孔８ａ、弁座６ａの
弁孔を通ってポートｃへ流れる。つまり、この第１電磁
弁４が非通電状態、第２電磁弁５が通電状態の場合、四
方向切換弁は、ポートａとポートｃとが連通し、ポート
ｂとポートｄとが連通することになる。

【００２９】図４は本発明の第２の実施の形態に係る四
方向切換弁の第１の切換状態を示す縦断面図、図５は本
発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁の第２の切
換状態を示す縦断面図である。なお、図４および図５に
おいて、図１および図２に示した構成要素と同じ要素に
ついては、同じ符号を付してその詳細な説明は省略す
る。

【００３０】第２の実施の形態の四方向切換弁は、弁部
の構成は、第１の実施の形態の四方向切換弁の弁部の構
成と同じであるが、ピストン１７，１７ａの調圧室にパ
イロット流体を選択的に導入するのに、第１の実施の形
態の四方向切換弁では、２つの二方電磁弁を使用してい
たのに対し、三方電磁弁５０を使用している。

【００３１】この三方電磁弁５０では、第１弁部２の下
部の開口部よりケース５１が圧入されている。このケー
ス５１は、高圧冷媒を導入するポートａと連通する環状
の冷媒導入溝５２が形成され、その冷媒導入溝５２は下
部中央に凹設された空間５３に通路５４を介して連通さ
れている。ケース５１は、また、中央の軸線位置に通路
５５が穿設され、その下端部には、軸線方向に弁孔が穿
設された第１ボール弁座５６がかしめ加工によって固定
されている。

【００３２】三方電磁弁５０は、そのソレノイド部に、
上端面がケース５１の空間５３の内径に略等しい内径を
有するスリーブ５７を備えている。このスリーブ５７の
下方には、コア５８が固着されており、そのコア５８の
中央の軸線位置には通路５９が穿設されている。コア５
８の外側先端部には、パイプ６０の一端が接続され、パ
イプ６０の他端は、第２弁部３の下部の開口部に圧入さ
れたプラグ６１を介してピストン１７ａの下部空間に接
続されている。また、コア５８の上端部には、軸線方向
に弁孔が穿設された第２ボール弁座６２がかしめ加工に
よって固定されている。

【００３３】スリーブ５７の上方には、プランジャ６３
が軸線方向に進退自在に嵌挿配置されている。このプラ
ンジャ６３は、その中央軸線位置に開口部が形成され、
そこにシャフト６４が挿通されている。このシャフト６
４の両先端部は、縮径されていて、プランジャ６３の中
央開口部との間に環状の空間を形成するようにするとと
もに、端面には中心を通る一条の溝が形成されており、
その溝を介して第１および第２ボール弁座５６，６２の
弁孔と連通するようにしている。プランジャ６３の外周
部には、軸線方向に延びる複数の通路６５が形成されて
いる。また、プランジャ６３は、コア５８側の約半分が
縮径されていてスリーブ５７との間にスプリング収容空
間を形成している。このスプリング収容空間には、プラ
ンジャ６３をケース５１に固定された第１ボール弁座５
６に着座させるよう付勢するスプリング６６が設けられ
ている。また、スリーブ５７の外周には、電磁コイル６
７が配置され、その外側は、ヨーク６８によって囲繞さ
れている。

【００３４】次に、以上の構成の四方向切換弁の動作に
ついて説明する。まず、図４に示したように、三方電磁
弁５０が通電状態の場合について説明する。三方電磁弁
５０が通電されると、プランジャ６３は、スプリング６
６の付勢力に抗してコア５８に吸引される。これによ
り、プランジャ６３は、第１ボール弁座５６から離れ、
弁開状態になる。この結果、ポートａから図３に示す冷
媒通路３０，２９を介して導入された高圧冷媒は、環状
の冷媒導入溝５２、通路５４、空間５３、シャフト６４
の先端面に形成された溝、第１ボール弁座５６の弁孔、
およびケース５１の通路５５を介して、第１弁部２のピ
ストン１７の下部空間に流入するようになる。

【００３５】すると、ピストン１７の下部空間に流入さ
れた高圧冷媒は、ピストン１７を図の上方へ押し上げ、
筒状弁座１６にボール弁体１４を着座させて弁閉状態に
し、さらに、ホルダ１２と一体成形されたシャフトがボ
ール弁体９をその弁座６から押し上げて弁開状態にす
る。

【００３６】一方、プランジャ６３がコア５８に吸引さ
れることによって、プランジャ６３は、第２ボール弁座
６２に着座される。これにより、空間５３からプランジ
ャ６３に形成された通路６５を介して供給されている高
圧流体がこの第２ボール弁座６２のところで遮断される
ため、ピストン１７ａの下部空間にあった高圧冷媒は、
パッキン２０ａを介して上部空間側へ微少漏れしてい
く。これにより、ピストン１７ａは、スプリング１８ａ
の付勢力によって図の下方へ押し下げられ、これに連動
して、ボール弁体１４ａ，９ａもスプリング１５ａ，１
０ａによって同様に図の下方へ押し下げられる。このと
き、ホルダ１２ａがガイド１１ａのストッパ１３ａに係
止されて、ボール弁体１４ａが筒状弁座１６ａから離れ
て弁開状態になり、ボール弁体９ａは、弁座６ａに着座
して弁閉状態になる。

【００３７】これにより、ポートａに導入された高圧冷
媒は、ガイド７に穿設された連通孔８、弁座６の弁孔を
通ってポートｂへ流れ、ポートｃに導入された冷媒は、
ホルダ１２ａの外周に形成された通路を通り、筒状弁座
１６ａの中央の通路および連通孔１９ａを通ってポート
ｄへ流れる。つまり、この四方向切換弁は、ポートａと
ポートｂとが連通し、ポートｃとポートｄとが連通する
状態に切り換えられたことになる。

【００３８】次に、三方電磁弁５０が非通電状態の場合
の動作について説明する。三方電磁弁５０が非通電にさ
れると、図５に示したように、プランジャ６３は、スプ
リング６６の付勢力によって、第１ボール弁座５６に着
座され、弁閉状態になる。これにより、空間５３からピ
ストン１７の下部空間に供給されていた高圧流体が遮断
され、ピストン１７の下部空間にあった高圧冷媒は、パ
ッキン２０を介して上部空間側へ微少漏れしていく。こ
れにより、ピストン１７は、スプリング１８の付勢力に
よって図の下方へ押し下げられ、これに連動して、ボー
ル弁体１４，９もスプリング１５，１０によって同様に
図の下方へ押し下げられる。このとき、ホルダ１２は、
ガイド１１のストッパ１３に係止されてボール弁体１４
が筒状弁座１６から離れて弁開状態になり、ボール弁体
９は、弁座６に着座して弁閉状態になる。

【００３９】一方、プランジャ６３は、第２ボール弁座
６２から離れて弁開状態になる。この結果、ポートａか
ら図３に示す冷媒通路３０，２９を介して環状の冷媒導
入溝５２に導入された高圧冷媒は、通路５４、空間５
３、プランジャ６３に形成された通路６５、シャフト６
４の先端面に形成された溝、第２ボール弁座６２の弁
孔、コア５８の通路５９およびパイプ６０を介して、第
２弁部３のピストン１７ａの下部空間に流入するように
なる。

【００４０】ピストン１７ａの下部空間に流入された高
圧冷媒は、ピストン１７ａを図の上方へ押し上げ、筒状
弁座１６ａにボール弁体１４ａを着座させて弁閉状態に
し、さらに、ホルダ１２ａと一体成形されたシャフトが
ボール弁体９ａをその弁座６ａから押し上げて弁開状態
にする。

【００４１】これにより、ポートａに導入された高圧冷
媒は、ガイド７ａに穿設された連通孔８ａ、弁座６ａの
弁孔を通ってポートｃへ流れ、ポートｂに導入された冷
媒は、ホルダ１２の外周に形成された通路を通り、筒状
弁座１６の中央の通路および連通孔１９を通ってポート
ｄへ流れる。つまり、この四方向切換弁は、ポートａと
ポートｃとが連通し、ポートｂとポートｄとが連通する
状態に切り換えられたことになる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、高圧
冷媒が導入されるポートａからポートｂまたはポートｃ
への通路開閉を行う弁と、ポートｂまたはポートｃから
ポートｄへの通路開閉を行う弁とを分離し、ポートａ−
ｂ，ｂ−ｄ間の各弁およびポートａ−ｃ，ｃ−ｄ間の各
弁の開閉をそれぞれピストン駆動で行い、各ピストン
は、電磁弁によってポートａから調圧室に選択的に導入
された高圧冷媒で駆動させる構成にした。これにより、
各弁が分離されていることで、弁を組み込んでいくとき
の組立性が改善され、また、弁相互の心ずれを許容する
ことができるため、シール性も改善される。

【００４３】シール性が改善されることで、出入口間に
非常に高い差圧をかけられることから、作動圧力の異な
るあらゆる冷媒（ＨＦＣ−１３４ａ、ＣＯ₂など）を用
いた冷暖房システムに適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁
の第１の切換状態を示す縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁
の第２の切換状態を示す縦断面図である。

【図３】図１および図２を側方から見た縦断面図であ
る。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁
の第１の切換状態を示す縦断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る四方向切換弁
の第２の切換状態を示す縦断面図である。

【図６】四方向切換弁を使用した冷暖房システムの構成
を示す図である。

【符号の説明】

１ ボディ ２ 第１弁部 ３ 第２弁部 ４ 第１電磁弁 ５ 第２電磁弁 ６，６ａ 弁座 ７，７ａ ガイド ８，８ａ 連通孔 ９，９ａ ボール弁体 １０，１０ａ スプリング １１，１１ａ ガイド １２，１２ａ ホルダ １３，１３ａ ストッパ １４，１４ａ ボール弁体 １５，１５ａ スプリング １６，１６ａ 筒状弁座 １７，１７ａ ピストン １８，１８ａ スプリング １９，１９ａ 連通孔 ２０，２０ａ パッキン ２１ キャップ ２２ Ｃリング ２３ ケース ２４ 冷媒導入溝 ２５ 空間 ２６，２７ 通路 ２８，２８ａ ボール弁座 ２９，３０ 冷媒通路 ３１ スリーブ ３２，３２ａ プランジャ ３３ 連通溝 ３４，３４ａ コア ３５ シャフト ３６，３６ａ スプリング ３７ 電磁コイル ３８ ヨーク ３９ フランジ ４０ 蓋 ４１ 配線 ５０ 三方電磁弁 ５１ ケース ５２ 冷媒導入溝 ５３ 空間 ５４ 通路 ５５ 通路 ５６ 第１ボール弁座 ５７ スリーブ ５８ コア ５９ 通路 ６０ パイプ ６１ プラグ ６２ 第２ボール弁座 ６３ プランジャ ６４ シャフト ６５ 通路 ６６ スプリング ６７ 電磁コイル ６８ ヨーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H056 AA03 BB22 BB33 BB38 CA03 CB03 CC02 CC12 CD06 GG13 3H067 AA04 AA32 AA38 BB03 BB08 BB12 CC33 DD02 DD12 DD32 DD33 DD37 EA15 FF11 GG02 GG23

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のポートに導入された流体を第２の
   ポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４
   のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに
   導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２
   のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出す
   る第２の状態とを切り換える四方向切換弁において、 前記第１のポートと前記第２のポートとの間の通路を開
   閉する常閉の第１の弁と、 前記第２のポートと前記第４のポートとの間の通路を開
   閉する常開の第２の弁と、 前記第１の弁および前記第２の弁と同一軸線上に配置さ
   れて前記第２の弁を閉じるとともに前記第１の弁を開く
   よう駆動する第１のピストンと、 前記第１のポートと一端が前記第１のピストンによって
   閉止された調圧室とを連通する通路を開閉する第１の電
   磁弁と、 前記第１のポートと前記第３のポートとの間の通路を開
   閉する常閉の第３の弁と、 前記第３のポートと前記第４のポートとの間の通路を開
   閉する常開の第４の弁と、 前記第３の弁および前記第４の弁と同一軸線上に配置さ
   れて前記第４の弁を閉じるとともに前記第３の弁を開く
   よう駆動する第２のピストンと、 前記第１のポートと一端が前記第２のピストンによって
   閉止された調圧室とを連通する通路を開閉する第２の電
   磁弁と、 を備えていることを特徴とする四方向切換弁。
2. 【請求項２】 前記第１の弁は前記第１のポートと前記
   第２のポートとの間の通路に設けられた第１の弁座と、
   前記第１の弁座に対向して前記第１のポート側に軸線方
   向に進退自在に配置され前記第１の弁座に着座する方向
   に付勢された第１のボール弁体とを有し、第３の弁は前
   記第１のポートと前記第３のポートとの間の通路に設け
   られた第２の弁座と、前記第２の弁座に対向して前記第
   １のポート側に軸線方向に進退自在に配置され前記第２
   の弁座に着座する方向に付勢された第２のボール弁体と
   を有することを特徴とする請求項１記載の四方向切換
   弁。
3. 【請求項３】 前記第２の弁は前記第２のポートと前記
   第４のポートとの間の通路に軸線方向に進退自在に設け
   られた第１の筒状弁座と、前記第１の筒状弁座に対向し
   て前記第２のポート側に配置された第３のボール弁体
   と、先端が前記第１のボール弁体に当接するシャフトと
   前記第３のボール弁体を保持する保持部とが一体に形成
   されていて前記第３のボール弁体を前記第１の筒状弁座
   に着座する方向に付勢された第１のホルダと、前記第１
   のホルダおよび前記第１の筒状弁座を軸線方向に案内す
   るとともに前記第１のホルダが前記第１の弁から離れる
   方向へ移動するのを規制するストッパを有して前記第１
   のホルダが前記第１の筒状弁座とともに前記第１の弁か
   ら離れる方向へ移動するときに弁開状態にする第１のガ
   イドとを有し、前記第４の弁は前記第３のポートと前記
   第４のポートとの間の通路に軸線方向に進退自在に設け
   られた第２の筒状弁座と、前記第２の筒状弁座に対向し
   て前記第３のポート側に配置された第４のボール弁体
   と、先端が前記第２のボール弁体に当接するシャフトと
   前記第４のボール弁体を保持する保持部とが一体に形成
   されていて前記第４のボール弁体を前記第２の筒状弁座
   に着座する方向に付勢された第２のホルダと、前記第２
   のホルダおよび前記第２の筒状弁座を軸線方向に案内す
   るとともに前記第２のホルダが前記第２の弁から離れる
   方向へ移動するのを規制するストッパを有して前記第２
   のホルダが前記第２の筒状弁座とともに前記第２の弁か
   ら離れる方向へ移動するときに弁開状態にする第２のガ
   イドとを有することを特徴とする請求項２記載の四方向
   切換弁。
4. 【請求項４】 前記第１のピストンは前記第１の筒状弁
   座と一体に成形されているとともに調圧室の流体を前記
   第４のポートへ微少漏れさせる第１のリーク手段を有
   し、前記第２のピストンは前記第２の筒状弁座と一体に
   成形されているとともに調圧室の流体を前記第４のポー
   トへ微少漏れさせる第２のリーク手段を有していること
   を特徴とする請求項３記載の四方向切換弁。
5. 【請求項５】 第１のポートに導入された流体を第２の
   ポートに導出し、第３のポートに導入された流体を第４
   のポートに導出する第１の状態と、前記第１のポートに
   導入された流体を前記第３のポートに導出し、前記第２
   のポートに導入された流体を前記第４のポートに導出す
   る第２の状態とを切り換える四方向切換弁において、 前記第１のポートと前記第２のポートとの間の通路を開
   閉する常閉の第１の弁と、 前記第２のポートと前記第４のポートとの間の通路を開
   閉する常開の第２の弁と、 前記第１の弁および前記第２の弁と同一軸線上に配置さ
   れて前記第２の弁を閉じるとともに前記第１の弁を開く
   よう駆動する第１のピストンと、 前記第１のポートと前記第３のポートとの間の通路を開
   閉する常閉の第３の弁と、 前記第３のポートと前記第４のポートとの間の通路を開
   閉する常開の第４の弁と、 前記第３の弁および前記第４の弁と同一軸線上に配置さ
   れて前記第４の弁を閉じるとともに前記第３の弁を開く
   よう駆動する第２のピストンと、 前記第１のポートに連通する流体入口、一端が前記第１
   のピストンによって閉止された調圧室に連通する第１の
   流体出口および一端が前記第２のピストンによって閉止
   された調圧室に連通する第２の流体出口を有する三方電
   磁弁と、 を備えていることを特徴とする四方向切換弁。
6. 【請求項６】 前記第１の弁は前記第１のポートと前記
   第２のポートとの間の通路に設けられた第１の弁座と、
   前記第１の弁座に対向して前記第１のポート側に軸線方
   向に進退自在に配置され前記第１の弁座に着座する方向
   に付勢された第１のボール弁体とを有し、第３の弁は前
   記第１のポートと前記第３のポートとの間の通路に設け
   られた第２の弁座と、前記第２の弁座に対向して前記第
   １のポート側に軸線方向に進退自在に配置され前記第２
   の弁座に着座する方向に付勢された第２のボール弁体と
   を有することを特徴とする請求項５記載の四方向切換
   弁。
7. 【請求項７】 前記第２の弁は前記第２のポートと前記
   第４のポートとの間の通路に軸線方向に進退自在に設け
   られた第１の筒状弁座と、前記第１の筒状弁座に対向し
   て前記第２のポート側に配置された第３のボール弁体
   と、先端が前記第１のボール弁体に当接するシャフトと
   前記第３のボール弁体を保持する保持部とが一体に形成
   されていて前記第３のボール弁体を前記第１の筒状弁座
   に着座する方向に付勢された第１のホルダと、前記第１
   のホルダおよび前記第１の筒状弁座を軸線方向に案内す
   るとともに前記第１のホルダが前記第１の弁から離れる
   方向へ移動するのを規制するストッパを有して前記第１
   のホルダが前記第１の筒状弁座とともに前記第１の弁か
   ら離れる方向へ移動するときに弁開状態にする第１のガ
   イドとを有し、前記第４の弁は前記第３のポートと前記
   第４のポートとの間の通路に軸線方向に進退自在に設け
   られた第２の筒状弁座と、前記第２の筒状弁座に対向し
   て前記第３のポート側に配置された第４のボール弁体
   と、先端が前記第２のボール弁体に当接するシャフトと
   前記第４のボール弁体を保持する保持部とが一体に形成
   されていて前記第４のボール弁体を前記第２の筒状弁座
   に着座する方向に付勢された第２のホルダと、前記第２
   のホルダおよび前記第２の筒状弁座を軸線方向に案内す
   るとともに前記第２のホルダが前記第２の弁から離れる
   方向へ移動するのを規制するストッパを有して前記第２
   のホルダが前記第２の筒状弁座とともに前記第２の弁か
   ら離れる方向へ移動するときに弁開状態にする第２のガ
   イドとを有することを特徴とする請求項６記載の四方向
   切換弁。
8. 【請求項８】 前記第１のピストンは前記第１の筒状弁
   座と一体に成形されているとともに調圧室の流体を前記
   第４のポートへ微少漏れさせる第１のリーク手段を有
   し、前記第２のピストンは前記第２の筒状弁座と一体に
   成形されているとともに調圧室の流体を前記第４のポー
   トへ微少漏れさせる第２のリーク手段を有していること
   を特徴とする請求項７記載の四方向切換弁。