JP2003240140A

JP2003240140A - 四方向切換弁

Info

Publication number: JP2003240140A
Application number: JP2002044183A
Authority: JP
Inventors: Hisatoshi Hirota; 久寿広田; Tokumi Tsugawa; 徳巳津川; Katsumi Koyama; 克己小山
Original assignee: TGK Co Ltd
Current assignee: TGK Co Ltd
Priority date: 2002-02-21
Filing date: 2002-02-21
Publication date: 2003-08-27
Also published as: US6860294B2; US20030155020A1; EP1338837A2; EP1338837B1; DE60301681T2; EP1338837A3; DE60301681D1

Abstract

(57)【要約】【課題】弁体と弁孔との同心の狂いが少ない三方電磁
弁を有する四方向切換弁を提供することを目的とする。【解決手段】三方電磁弁１８のコア２０は、軸線位置
に冷媒通路と、弁座を構成する環状突起と、弁体を構成
するニードル２５が進退移動するときのガイドとが一体
に形成されている。ボディ１のシリンダを閉止してピス
トンの調圧室８を形成するプラグ６も、弁座とこの弁座
に対して弁体を構成するニードル２７が進退移動すると
きのガイドとが一体に形成されている。これにより、ニ
ードル２５，２７がそれらの弁座に着座するとき、弁孔
と実質的に同心のガイドによってガイドされた状態で着
座するため、弁閉時における弁部に十分なシール性を持
たせることができる。

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１０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１０
３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
１０２は、冷媒の出入口を構成する４つのポートＡ〜Ｄ
を有している。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
換されて凝縮または冷却され、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
液が分離され、気体の冷媒が圧縮機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にて凝縮または冷却された冷媒は、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１
０２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１０
１に戻る。

【０００６】このように、四方向切換弁１０２は、その
冷媒通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願２００１−２６８４
９２号明細書にて提案した四方向切換弁がある。この四
方向切換弁は、室外熱交換器１０３に通じるポートＢを
高圧冷媒が導入されるポートＡまたは低圧冷媒が導出さ
れるポートＤへと連通させるよう切り換える第１のプラ
グと、室内熱交換器１０５に通じるポートＣを高圧冷媒
が導入されるポートＡまたは低圧冷媒が導出されるポー
トＤへと連通させるよう切り換える第２のプラグと、こ
れら第１および第２のプラグを駆動して切り換え動作を
行う第１および第２のピストンと、これら第１および第
２のピストンの調圧室が高圧または低圧になるよう切り
換える三方電磁弁とを備えている。

【０００７】これにより、三方電磁弁が第１または第２
のピストンの調圧室を、高圧流体が導入されるポートＡ
または低圧流体が導出されるポートＤに連通するように
切り換えることによって、ポートＡがポートＢと連通
し、ポートＣがポートＤと連通する第１の状態と、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
る第２の状態とを切り換えできるようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の四方向切換弁の
三方電磁弁は、スリーブ内を進退移動するプランジャの
軸線方向両端面に弁体をなすボールを固着し、これらの
ボールに対向してコア側およびケース側に弁座が形成さ
れていて、ボールが弁座に着座するときには、スリーブ
がプランジャをガイドする構成にしている。しかしなが
ら、プランジャを進退可能に収納しているスリーブは、
気密を保つために、ケースにろう付けすることが行われ
ているが、結果として、プランジャに取り付けられたボ
ールとケースに設けられた弁座との同心が狂ってしま
い、弁閉時における弁部のシールが不十分になる場合が
あった。

【０００９】このような点をカバーする方法として、ス
リーブとプランジャとの間にある程度の隙間を設けて、
ボールが弁座に着座するときにボールが弁孔の開口縁端
に同心がずれた状態で当たったときにそのボールが弁孔
の開口縁端に倣って動くことで自動調芯させるようにす
ることもできる。しかしながら、コイルへの通電時によ
る切り換え時では、プランジャがスリーブに吸引された
状態でコア側に設けられた弁座に着座することがあるた
め、かえって同心がずれてしまい、弁孔の開口縁端にボ
ールによる打痕が付いて弁閉時における弁部のシールが
不十分になるという問題点があった。

【００１０】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、弁体と弁孔との同心の狂いが少ない三方電磁
弁を有する四方向切換弁を提供することを目的とする。

【００１１】

【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、ボディ内に並列に開けられた第１および
第２のシリンダにそれらの軸線方向に進退自在に配置さ
れて軸線方向両端側が弁体を構成して流体通路の切り換
えを行う第１および第２のプラグと、前記第１および第
２のプラグを駆動する第１および第２のピストンと、前
記第１のピストンの調圧室を高圧の流体が導入される空
間または低圧の流体が導入される空間に選択的に連通さ
せる三方電磁弁とを備えた四方向切換弁において、前記
三方電磁弁は、プランジャの軸線方向に２つに分割され
て進退自在に配置された第１および第２の弁体と、前記
プランジャの軸線位置に前記第１の弁体をガイドするガ
イドおよび前記ガイドと同心の弁孔を有する第１の弁座
と、前記プランジャの軸線位置に前記第２の弁体をガイ
ドするガイドおよび前記ガイドと同心の弁孔を有する第
２の弁座と、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、三方電
磁弁の弁体を２つに分割し、それぞれの弁体に対応する
弁座を、弁体をガイドするガイドとそのガイドと同心の
弁孔を有する１部品によって形成している。これによ
り、弁体の着座はガイドによってガイドされながら行わ
れるため、着座時に弁体と弁孔との同心が狂うことがな
く、弁閉時にシール不良を起こすことがない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、ヒ
ートポンプ方式の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。

【００１４】図１は本発明の第１の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図、図２は電磁弁の詳細を示す縦断面図、図３は電磁弁
と一体のプラグを拡大して詳細に示す縦断面図、図４は
本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノ
イドオン時の切換状態を示す縦断面図である。

【００１５】この四方向切換弁において、ヒートポンプ
方式の冷暖房装置では、ボディ１に設けられたポートＡ
に圧縮機から吐出された高圧冷媒を受ける配管が接続さ
れ、ポートＢには外部熱交換器に通じる配管が接続さ
れ、ポートＣには内部熱交換器に通じる配管が接続さ
れ、そして、ポートＤには圧縮機の吸入側に通じる低圧
冷媒配管が接続される。

【００１６】四方向切換弁は、ボディ１の中に２列のシ
リンダが形成されていて、その中には、プラグ２および
ピストン３とプラグ４およびピストン５とが図の上下方
向に進退自在に並列配置されている。ピストン３，５の
上部は、プラグ６およびキャップ７によって閉止され
て、ピストン３，５との間に調圧室８，９が形成されて
いる。ピストン３，５は、軸線方向に延びたシャフトが
一体に形成され、その先端は、プラグ２，４の上面に当
接されている。プラグ２，４は、それぞれスプリング１
０，１１によって図の上方へ付勢されている。

【００１７】プラグ２，４は、その軸線方向両側に弁体
として機能する部分を有している。ポートＡからポート
Ｃ，Ｂに連通する通路の途中にボディ１と一体に形成さ
れた内側に突出する環状突起が、プラグ２，４が図の下
方へ移動したときに着座される弁座を構成し、ポート
Ｃ，ＢからポートＤに連通する通路の途中に嵌着された
プラグ１２，１３が、プラグ２，４が図の上方へ移動し
たときに着座される弁座を構成している。これらプラグ
２，４には、その着座部分にそれぞれシールリング１
４，１５が嵌め込まれている。

【００１８】これにより、四方向切換弁のボディ１内
は、ポートＢをポートＡまたはポートＤに連通するよう
切り換える三方切換弁と、ポートＣをポートＡまたはポ
ートＤに連通するよう切り換える三方切換弁とを組み合
わせた構成になっている。

【００１９】ポートＢに連通する空間は、チューブ１６
によって調圧室９に連通するように接続されている。ま
た、四方向切換弁は、調圧室８を高圧冷媒が導入される
ポートＡに連通する空間または低圧の冷媒が導出される
ポートＤにチューブ１７を介して連通された空間のいず
れかに選択的に連通させる三方電磁弁１８を備えてい
る。

【００２０】この三方電磁弁１８は、図２に詳細に示し
たように、スリーブ１９の上端を塞ぐようにスリーブ１
９に固定されたコア２０と、スリーブ１９内を軸線方向
に進退自在に配置されたプランジャ２１と、スリーブ１
９の外側に配置されたコイル２２と、コイル２２の外側
に配置されたヨーク２３と、コア２０とプランジャ２１
との間に配置されたスプリング２４とを有している。コ
ア２０は、その軸線位置に冷媒通路が形成されており、
その途中に弁座を構成する環状突起が一体に形成されて
いる。このコア２０内の冷媒通路の上端開口部はチュー
ブ１７を介してポートＤに連通する低圧の空間に接続さ
れている。

【００２１】コア２０の冷媒通路内には、その環状突起
に図の下側から対向して弁体を構成するニードル２５が
軸線方向に進退自在に配置されている。コア２０は、ニ
ードル２５が配置されている部分を、ニードル２５が進
退移動するガイドとして機能させており、そのガイドは
１つの部品によって弁座を構成する環状突起と一体に形
成されることで、その環状突起の中央の弁孔に対してニ
ードル２５が実質的に同心上に配置されることになる。
このニードル２５の下端部は、プランジャ２１の軸線位
置に開けられた開口部に挿入されており、弁開時には、
ニードル２５は、その下端部に形成されたフランジがプ
ランジャ２１の上部開口部に嵌着されたストッパ２６に
係止されて引き下げられる。

【００２２】また、プランジャ２１の軸線位置に開けら
れた開口部には、ニードル２７が軸線方向に進退自在に
遊挿されている。このニードル２７は、その上部に形成
されたフランジがプランジャ２１の開口部の途中に内側
に突出して一体に形成された環状突起部に係止されて抜
け出ないようにされている。さらに、ニードル２５およ
びニードル２７は、これらの間に配置されたスプリング
２８によって、互いに軸線方向外側に付勢されている。

【００２３】ニードル２７は、また、その下端部がプラ
グ６に形成された弁座に対向するように配置されてい
る。このプラグ６は、その上面にニードル２７をガイド
する筒状突起を有し、その軸線と同軸上に弁孔が穿設さ
れている。この弁孔は、プラグ６の側面から穿設された
通路２９と連通し、この通路２９は、ポートＡと連通す
るようボディ１に形成された高圧通路３０に連通してい
る。プラグ６は、また、スリーブ１９の下端部が溶着さ
れており、その内側には、調圧室８と連通する通路３１
が穿設されている。

【００２４】このプラグ６は、また、図３に詳細に示し
たように、ボディ１に形成されたシリンダの上部開口部
にガスケット３２を介して嵌合されており、弁孔に連通
した通路２９の開口端には、冷媒中の異物がニードル弁
の方へ行かないように筒状のストレーナ３３が設けられ
ている。

【００２５】さらに、この四方向切換弁は、高温・高圧
の冷媒が導入される通路の内側に断熱スリーブ３４が内
設され、プラグ２，４が配置されるシリンダにも断熱ス
リーブ３５，３６が内設され、ボディ１を介して低温・
低圧のポートＤに連通する空間への熱伝導を抑えてい
る。

【００２６】以上のように構成された四方向切換弁にお
いて、三方電磁弁１８が通電されていない、すなわちソ
レノイドオフ時の状態では、図１に示したように、三方
電磁弁１８のプランジャ２１は、スプリング２４によっ
て付勢されて図の下方へ移動されている。これにより、
上側のニードル２５は、プランジャ２１に嵌着されたス
トッパ２６によって下方へ引き下げられ、一方、下方の
ニードル２７は、プランジャ２１の中に設けられたスプ
リング２８により下方へ付勢されてプラグ６に形成され
た弁座に着座するようになる。したがって、この三方電
磁弁１８は、調圧室８を、プラグ６に形成された通路３
１、プランジャ２１およびコア２０の外周面に長手方向
に刻設された溝、コア２０の側面から弁座を構成する環
状突起のニードル２５の側の空間に穿設された通路、そ
の環状突起の中心の弁孔、コア２０の冷媒通路、および
チューブ１７を介して低圧のポートＤの空間と連通さ
せ、下側のニードル２７が高圧のポートＡの空間と連通
した通路２９を遮断する状態になる。

【００２７】このとき、調圧室８は、三方電磁弁１８を
介して低圧のポートＤの空間に連通していることで低圧
になっており、一方、ポートＡには、高圧冷媒が供給さ
れていることから、プラグ２およびピストン３は、図の
上方へ押し上げられ、プラグ２はプラグ１２に着座され
るとともに、ボディ１の環状突起から離される。これに
より、プラグ２が配置されている空間は高圧になるが、
これと同時に調圧室９もチューブ１６を介して同じ高圧
になるため、プラグ４に比べて受圧面積の大きなピスト
ン５が図の下方へ押し下げられ、プラグ４はボディ１の
環状突起に着座されるとともに、プラグ１３から離され
る。その結果、ポートＡはポートＢと連通し、ポートＣ
はポートＤと連通することになる。つまり、自動車用冷
暖房システムは、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷
媒をポートＢから外部熱交換器に流し、ポートＣに受け
た内部熱交換器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流す
ようになるため、冷房運転の動作モードになる。

【００２８】次に、ソレノイドオンになると、図４に示
したように、三方電磁弁１８は、そのプランジャ２１が
スプリング２４の付勢力に抗してコア２０に吸引される
ため、上側のニードル２５は、プランジャ２１の中に配
置されたスプリング２８により押し上げられてコア２０
内に形成された弁座に着座し、下側のニードル２７は、
その上端部のフランジがプランジャ２１の中に形成され
た環状突起に係止されて上方へ引き上げられるようにな
る。したがって、この三方電磁弁１８は、低圧の空間に
通じているチューブ１７を閉塞し、調圧室８を、プラグ
６の通路３１、ニードル２７をガイドする筒状突起の側
面から弁座を構成する部分のニードル２７の側の空間に
穿設された通路、弁孔、通路２９および高圧通路３０を
介して高圧のポートＡの空間と連通する状態になる。

【００２９】調圧室８に高圧冷媒が導入されることによ
り、ピストン３が図の下方へ押し下げられていく。これ
と同時に、プラグ２も押し下げられていって高圧冷媒の
通路に通じる弁孔に挿入されていくので、プラグ２が配
置されている空間は減圧されていく。これとともに、チ
ューブ１６を介して調圧室９も減圧していくので、プラ
グ４およびピストン５は、ポートＡから導入された高圧
の冷媒によって図の上方へ押し上げられていく。やが
て、プラグ２はボディ１に形成された環状突起に着座す
るとともに、プラグ１２から離れ、プラグ４はボディ１
に形成された環状突起から離れ、プラグ１３に着座す
る。その結果、ポートＡはポートＣと連通し、ポートＢ
はポートＤと連通することになる。つまり、ポートＡに
受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱交換
器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷媒を
ポートＤから圧縮機へ流すようになるため、自動車用冷
暖房システムは、暖房運転の動作モードに切り換わるこ
とになる。

【００３０】図５は本発明の第２の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図である。なお、この図５において、図１に示した四方
向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素について
は、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００３１】この第２の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁に対してさら
に断熱効果を高めた構成にしている。すなわち、ポート
Ａから高温・高圧の冷媒が導入される通路の内側に熱伝
導性の低い材質、たとえば樹脂で形成された断熱スリー
ブ３４ａが内設され、プラグ２，４が配置されるシリン
ダに、同様に樹脂で形成された断熱スリーブ３５ａ，３
６ａが内設され、さらに、ピストン３，５が配置される
シリンダに、同様に樹脂で形成された断熱スリーブ３
７，３８が内設されている。この断熱スリーブ３７，３
８は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁のプラグ１
２，１３の機能と一体化させている。

【００３２】これにより、ポートＡから高温・高圧の冷
媒が導入される通路および２つのシリンダ内はボディ１
から断熱され、ポートＡから導入された冷媒の熱がポー
トＤに流れる低温の冷媒にボディ１を介して伝導するの
が抑えられ、四方向切換弁内での熱損失を抑制すること
ができる。

【００３３】以上の構成の四方向切換弁のソレノイドオ
ン・オフ時の動作については、第１の実施の形態に係る
四方向切換弁の動作と同じである。図６は本発明の第３
の実施の形態に係る四方向切換弁のソレノイドオフ時の
切換状態を示す縦断面図、図７は本発明の第３の実施の
形態に係る四方向切換弁のソレノイドオン時の切換状態
を示す縦断面図である。なお、この図６および図７にお
いて、図１に示した四方向切換弁の構成要素と同じまた
は同等の要素については、同じ符号を付してその詳細な
説明は省略する。

【００３４】この第３の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して三
方電磁弁１８の構成を変えている。すなわち、この四方
向切換弁の三方電磁弁１８は、１つのスプリング４０に
よって、２つに分割されたニードル２５，２７とプラン
ジャ２１とを付勢するようにしている。

【００３５】ニードル２５，２７は、それらの対向端面
が当接するように配置され、ニードル２５のフランジと
コア２０との間にスプリング４０を配置している。スプ
リング４０は、上側のニードル２５をその弁座から離れ
る方向へ付勢するとともに、その上側のニードル２５が
下側のニードル２７をその弁座に着座する方向へ付勢
し、さらに、下側のニードル２７がそのフランジと係止
しているプランジャ２１をコア２０から離れる方向へ付
勢している。これにより、第１の実施の形態に係る四方
向切換弁の三方電磁弁１８が有している２つのスプリン
グ２４，２８を１つにすることができ、プランジャ２１
の下方移動に合わせて上側のニードル２５を引き下げる
ためのストッパ２６が不要になるため、コストを下げる
ことができる。

【００３６】この三方電磁弁１８においても、弁体を２
つに分割したニードル２５，２７で構成し、これらの弁
体に対応する弁座および弁孔とその弁座に対して接離す
る方向にニードル２５，２７をガイドする部分とを１つ
の部品（コア２０，プラグ６）で成形したことにより、
ニードル２５，２７とそれらの弁座とを実質的に同じ軸
上に配置することができる。

【００３７】以上のように構成された四方向切換弁にお
いて、三方電磁弁１８が通電されていないソレノイドオ
フ時の状態では、図６に示したように、三方電磁弁１８
は、プランジャ２１がスプリング４０により付勢されて
図の下方へ移動されていることにより、上側のニードル
２５は、その弁座から離れ、下側のニードル２７はその
弁座に着座する。これにより、三方電磁弁１８は、調圧
室８をチューブ１７を介して低圧のポートＤの空間と連
通させ、高圧のポートＡから遮断した状態にする。

【００３８】したがって、プラグ２がポートＡに導入さ
れた高圧冷媒により押し上げられ、プラグ１２に着座し
てポートＡとポートＢとを連通させ、ポートＢとポート
Ｄとを遮断する。同時に、チューブ１６を介して調圧室
９に高圧冷媒が導入されることで、ピストン５がプラグ
４を押し下げてボディ１に形成された弁座に着座させ
て、ポートＣとポートＤとを連通させ、ポートＣとポー
トＡとを遮断する。このため、自動車用冷暖房システム
は、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢ
から外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換
器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流す冷房運転の動
作モードになる。

【００３９】次に、ソレノイドオンになると、図７に示
したように、三方電磁弁１８は、そのプランジャ２１が
スプリング４０の付勢力に抗してコア２０に吸引され
て、上側のニードル２５がチューブ１７への通路を遮断
し、下側のニードル２７が開いて調圧室８に高圧の冷媒
を導入するようになる。

【００４０】これにより、ピストン３がプラグ２を押し
下げ、ボディ１に形成された弁座に着座させて、ポート
ＡとポートＢとを遮断し、ポートＢとポートＤとを連通
させる。また、調圧室９がチューブ１６を介して低圧に
なることで、ポートＡから導入された高圧冷媒がプラグ
４を押し上げ、プラグ１３に着座させることで、ポート
ＣとポートＡとが連通し、ポートＣとポートＤとが遮断
される。このため、自動車用冷暖房システムは、ポート
Ａに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱
交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷
媒をポートＤから圧縮機へ流す暖房運転の動作モードに
切り換わる。

【００４１】図８は本発明の第４の実施の形態に係る四
方向切換弁のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面
図、図９は本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換
弁のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図であ
る。なお、この図８および図９において、図１に示した
四方向切換弁の構成要素と同じまたは同等の要素につい
ては、同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００４２】この第４の実施の形態に係る四方向切換弁
は、第１の実施の形態に係る四方向切換弁と比較して、
プランジャ２１を２つに分割してそれぞれにニードル２
５，２７の機能を持たせ、これらを１つのスプリングに
よって付勢するようにし、かつ、弁座および弁孔を有す
るガイドを外側保持から内側保持にした構成の三方電磁
弁１８にしている。すなわち、コア２０の冷媒通路の下
部開口端にガイドおよび弁座を兼ねたプラグ４１が嵌着
されている。このプラグ４１は、非磁性体の材料で作ら
れており、コア２０の形状が変わることによって吸引特
性が変化するのを回避している。コア２０の下側には、
プランジャ４２がプラグ４１をガイドにして軸線方向に
進退自在に配置されている。このプランジャ４２は、プ
ラグ４１の下端面に対向する端面に弁体を構成する円錐
状の突起を有している。プランジャ４２とコア２０との
間にはスプリング４３が配置され、プランジャ４２をプ
ラグ４１から離れる方向に付勢している。プランジャ４
２の下側には、プランジャ４４がプラグ６に形成された
筒状突起部をガイドにして軸線方向に進退自在に配置さ
れている。プラグ６の筒状突起部は、その上端面に弁座
を有し、その弁座に対向して弁体を構成する円錐状の突
起がプランジャ４４と一体に形成されている。

【００４３】以上のように構成された四方向切換弁にお
いて、三方電磁弁１８が通電されていないソレノイドオ
フ時の状態では、図８に示したように、三方電磁弁１８
は、プランジャ４２，４４がスプリング４３により付勢
され、プラグ４１およびプラグ６の筒状突起部にガイド
されて図の下方へ移動されている。これにより、上側の
プランジャ４２の円錐状の突起は、プラグ４１の弁座か
ら離れ、下側のプランジャ４４はプラグ６に形成された
筒状突起部の弁座に着座することで、三方電磁弁１８
は、調圧室８をチューブ１７を介して低圧のポートＤの
空間と連通させ、高圧のポートＡから遮断した状態にす
る。

【００４４】したがって、プラグ２がポートＡに導入さ
れた高圧冷媒により押し上げられ、プラグ１２に着座し
てポートＡとポートＢとを連通させ、ポートＢとポート
Ｄとを遮断する。同時に、チューブ１６を介して調圧室
９に高圧冷媒が導入されることで、ピストン５がプラグ
４を押し下げてボディ１に形成された弁座に着座させ
て、ポートＣとポートＤとを連通させ、ポートＣとポー
トＡとを遮断する。このため、自動車用冷暖房システム
は、ポートＡに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＢ
から外部熱交換器に流し、ポートＣに受けた内部熱交換
器からの冷媒をポートＤから圧縮機へ流す冷房運転の動
作モードになる。

【００４５】次に、ソレノイドオンになると、図９に示
したように、三方電磁弁１８は、そのプランジャ４２，
４４がスプリング４３の付勢力に抗してコア２０に吸引
されて、上側のプランジャ４２がプラグ４１に着座して
チューブ１７への通路を遮断し、下側のプランジャ４４
がその弁座から離れることで高圧通路３０と連通し、調
圧室８に高圧の冷媒を導入する。

【００４６】これにより、ピストン３がプラグ２を押し
下げ、ボディ１に形成された弁座に着座させて、ポート
ＡとポートＢとを遮断し、ポートＢとポートＤとを連通
させる。また、調圧室９がチューブ１６を介して低圧に
なることで、ポートＡから導入された高圧冷媒がプラグ
４を押し上げ、プラグ１３に着座させることで、ポート
ＣとポートＡとが連通し、ポートＣとポートＤとが遮断
される。このため、自動車用冷暖房システムは、ポート
Ａに受けた圧縮機からの高圧冷媒をポートＣから内部熱
交換器に流し、ポートＢに受けた外部熱交換器からの冷
媒をポートＤから圧縮機へ流す暖房運転の動作モードに
切り換わる。

【００４７】なお、上記の第１ないし第４の実施の形態
では、チューブ１６を用いてプラグ２が配置された空間
と調圧室９との間を配管しているが、ボディ１のポート
Ａ〜Ｄやシリンダを避けた部分に冷媒通路を形成するこ
とにより、プラグ２が配置された空間と調圧室９との間
を連通するように構成することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、プラ
ンジャの動きによって動作する弁体を２つに分割し、各
弁体に対応する弁座と着座時に弁体をガイドするガイド
とを１つの部品で一体に形成するように構成した。１つ
の部品で弁孔とガイドとを実質的に同心状態で形成する
ことができるため、弁体の着座時には、弁座と同心を保
った状態で弁体をガイドしながら着座させることがで
き、弁閉時における弁部に十分なシール性を持たせるこ
とが可能になる。

【００４９】また、分割された２つの弁体の間にスプリ
ングを配置した構成では、着座時における弁閉状態の保
持はスプリングの付勢力で行われるため、着座時のショ
ックをスプリングで吸収することができ、耐久性を向上
させることができる。

【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
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。

【図２】電磁弁の詳細を示す縦断面図である。

【図３】電磁弁と一体のプラグを拡大して詳細に示す縦
断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオン時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
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。

【図７】本発明の第３の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオフ時の切換状態を示す縦断面図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係る四方向切換弁
のソレノイドオン時の切換状態を示す縦断面図である。

【図１０】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プラグ３ピストン４プラグ５ピストン６プラグ７キャップ８，９調圧室１０，１１スプリング１２，１３プラグ１４，１５シールリング１６，１７チューブ１８三方電磁弁１９スリーブ２０コア２１プランジャ２２コイル２３ヨーク２４スプリング２５ニードル２６ストッパ２７ニードル２８スプリング２９通路３０高圧通路３１通路３２ガスケット３３ストレーナ３４，３４ａ，３５，３５ａ，３６，３６ａ，３７，３
８断熱スリーブ４０スプリング４１プラグ４２プランジャ４３スプリング４４プランジャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小山克己東京都八王子市椚田町1211番地４株式会社テージーケー内Ｆターム(参考） 3H056 AA01 BB04 BB22 BB32 CA01 CA03 CB02 CC05 CC12 CE03 DD02 DD03 GG13 3H067 AA01 AA16 AA33 AA38 BB03 BB14 CC02 CC22 CC33 CC43 DD02 DD12 DD32 EA04 FF11 GG24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボディ内に並列に開けられた第１および
第２のシリンダにそれらの軸線方向に進退自在に配置さ
れて軸線方向両端側が弁体を構成して流体通路の切り換
えを行う第１および第２のプラグと、前記第１および第
２のプラグを駆動する第１および第２のピストンと、前
記第１のピストンの調圧室を高圧の流体が導入される空
間または低圧の流体が導入される空間に選択的に連通さ
せる三方電磁弁とを備えた四方向切換弁において、前記三方電磁弁は、プランジャの軸線方向に２つに分割されて進退自在に配
置された第１および第２の弁体と、前記プランジャの軸線位置に前記第１の弁体をガイドす
るガイドおよび前記ガイドと同心の弁孔を有する第１の
弁座と、前記プランジャの軸線位置に前記第２の弁体をガイドす
るガイドおよび前記ガイドと同心の弁孔を有する第２の
弁座と、を備えていることを特徴とする四方向切換弁。
【請求項２】前記第１および第２の弁体をニードルと
し、前記第１の弁座をコアと一体に形成し、前記第２の
弁座を前記第１のシリンダを閉止して前記第１のピスト
ンとの間に調圧室を形成する閉止プラグと一体に形成し
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】前記第１および第２の弁体は、一方が弁
閉しているときには他方が弁開するように軸線方向の移
動が規制された状態で互いに対向する端部が前記プラン
ジャの中に位置し、かつスプリングによって軸線方向外
側に付勢されていることを特徴とする請求項２記載の四
方向切換弁。
【請求項４】前記第１および第２の弁体は、前記第１
の弁体が弁閉しているときには前記第２の弁体が弁開す
るように軸線方向の移動が規制された状態で互いに対向
する端部が前記プランジャの中に位置し、かつプランジ
ャをコアから離れる方向に付勢するスプリングによって
前記第２の弁体の弁閉方向に付勢されていることを特徴
とする請求項２記載の四方向切換弁。
【請求項５】前記第１および第２の弁体を２つに分割
した第１および第２のプランジャで構成し、前記第１の
弁座をコアの軸線位置に設けた流体通路に前記第１のプ
ランジャをガイドするように嵌着され、かつ軸線位置に
弁孔を有するガイド用プラグで構成し、前記第２の弁座
を前記第１のシリンダを閉止して前記第１のピストンと
の間に調圧室を形成する閉止プラグと一体に形成されて
前記第２のプランジャをガイドするように突出され、か
つ軸線位置に弁孔を有する筒状突起部によって構成した
ことを特徴とする請求項１記載の四方向切換弁。
【請求項６】前記閉止プラグは、前記第２の弁座の弁
孔に連通して開口する部分にストレーナが配置されてい
ることを特徴とする請求項２または５記載の四方向切換
弁。
【請求項７】前記第１および第２のプラグによって切
り換えられる流体通路の内側に断熱部材を配置したこと
を特徴とする請求項１記載の四方向切換弁。