JP5087677B2

JP5087677B2 - 流路切換弁

Info

Publication number: JP5087677B2
Application number: JP2010515821A
Authority: JP
Inventors: 英樹南澤; 直樹日下
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2029-05-13
Also published as: CN102047014B; EP2299154A4; US20110067772A1; EP2299154A1; WO2009147932A1; US8813784B2; CN102047014A; JPWO2009147932A1

Description

本発明は、ヒートポンプ式の冷凍サイクル等に用いられ、冷媒の流路を切り換える流路切換弁に関する。

従来、この種の流路切換弁（四方切換弁）として例えば特許第４０８１２９０号公報（特許文献１）に開示されたものがある。特許文献１のものは、冷房から暖房、または暖房から冷房に切り換えるとき、主弁を支持する支持軸を回転させ、駆動部を介して閉止弁支持体を主弁上で回動させ、この閉止弁支持体の回転により、主弁に形成された連通孔又は均圧孔を開閉させるものである。また支持軸の回転により、閉止弁支持体と一体状態の主弁を弁座上で回動させるものである。そして、冷房状態では、均圧孔を第１閉止弁により「閉」とするとともに連通孔を「開」としている。また、暖房状態では、第２閉止弁により連通孔を「閉」とするとともに均圧孔を「開」としている。

特許第４０８１２９０号公報

しかしながら、特許文献１のものでは、主弁が弁座から浮き上がった状態は、主弁がスムースに動く状態である。そして、均圧孔を「開」として連通孔を「閉」とした状態から、均圧孔を「閉として連通孔を「開」とした状態へ切り換えるためには、モータを所定角度反転させる必要があり、主弁も動いてしまう可能性があり、改良の余地を残している。また、均圧孔と連通孔を開閉する閉止弁が主弁に対してフリー状態であり、この均圧孔と連通孔に対するシール性の点で改良の余地を残している。

本発明は、冷凍サイクルの冷房状態と暖房状態の冷媒の流路を切り換える流路切換において、副弁の動作を簡単にして主弁の動作を確実に行うようにすることを課題とする。

請求項１の流路切換弁は、円筒状の弁室を形成するケース部材と、該ケース部材の開口端に配設された弁座と、前記弁室の軸方向及び弁軸回りに摺動自在に配置された主弁と、前記主弁を弁軸回りに回動する回動駆動手段を備えた冷房運転と暖房運転の冷媒の流れ方向を切り換える流路切換弁において、前記弁座は圧縮機の吐出側と吸入側と室外熱交換器側と室内熱交換器側に連通する４つのポートを備え、前記主弁は、弁座に設けられた室外熱交換器側に連通するポートを、圧縮機の吐出側に連通するポートまたは圧縮機の吸入側に連通するポートに選択的に連通する室外熱交換器側連通路と、弁座に設けられた室内熱交換器側に連通するポートを、圧縮機の吐出側に連通するポートまたは圧縮機の吸入側に連通するポートに選択的に連通する室内熱交換器側連通路と、を備え、さらに、室外熱交換器側連通路と弁室とを連通する室外熱交換器側均圧孔と、室内熱交換器側連通路と弁室とを連通する室内熱交換器側均圧孔とを備え、さらに、主弁の弁室側には副弁の回転駆動を受ける副弁当接部を備え、前記副弁は、主弁上に摺動可能に接触され、室外熱交換器側均圧孔と室内熱交換器側均圧孔を選択的に開閉させる閉塞部であって前記室外熱交換器側均圧孔側の閉塞部と前記室内熱交換器側均圧孔側の閉塞部の２つの閉塞部を備えるとともに、該２つの閉塞部と同一平面に、副弁を主弁上に支持し副弁の主弁に対する傾きを抑制する支持部を備え、さらに、主弁を回転駆動させる主弁当接部を備え、冷房から暖房への切り換えは室外熱交換器側均圧孔が閉状態でかつ室内熱交換器側均圧孔が開状態において主弁を回動させ、暖房から冷房への切り換えは室外熱交換器側均圧孔が開状態でかつ室内熱交換器側均圧孔が閉状態において主弁を回動させることを特徴とする。

請求項２の流路切換弁は、請求項１に記載の流路切換弁であって、前記主弁は、中心の軸受け部から直径方向に延設されるとともに前記室外熱交換器側連通路と前記室内熱交換器側連通路とを仕切る仕切部を備え、冷房及び暖房の切換過程の回動範囲の略半分回転した位置にて、前記室外熱交換器側連通路と前記室内熱交換器側連通路とが、前記圧縮機の吐出側に連通するポートと前記圧縮機の吸入側に連通するポートとにそれぞれ一部重なるように、該主弁が構成されていることを特徴とする。

請求項３の流路切換弁は、請求項１に記載の流路切換弁であって、前記主弁には、前記室外熱交換器側連通路の外側の壁となる室外熱交換器側連通路外壁と、前記室内熱交換器側連通路の外側の壁となる室内熱交換器側連通路外壁とが、前記冷房及び暖房の切換過程で、前記室外熱交換器側連通路外壁が前記室外熱交換器側に連通されるポートの開口を跨ぐとともに、前記室内熱交換器側連通路外壁が前記室内熱交換器側に連通されるポートの開口を跨ぐように、該主弁が構成されていることを特徴とする。

請求項４の流路切換弁は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流路切換弁であって、前記副弁の閉塞部を前記室外熱交換器側均圧孔と前記室内熱交換器側均圧孔に付勢させる弾性部材を備えることを特徴とする。

請求項５の流路切換弁は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流路切換弁であって、前記２つの閉塞部と前記支持部とは弁軸中心から等間隔に配置されていることを特徴とする。

請求項１の流路切換弁によれば、冷房から暖房への切り換えは室外熱交換器側均圧孔が閉状態でかつ室内熱交換器側均圧孔が開状態において主弁を回動させ、暖房から冷房への切り換えは室外熱交換器側均圧孔が開状態でかつ室内熱交換器側均圧孔が閉状態において主弁を回動させるので、副弁と共に主弁を回動させる前に、室外熱交換器側均圧孔を閉かつ室内熱交換器側均圧孔を開とするため、あるいは室外熱交換器側均圧孔を開かつ室内熱交換器側均圧孔を閉とするため、副弁を一方向に回動するだけでよいので、切り換え時に副弁を反転させる必要がなく、切り換えが確実に行える。また、切り換え動作が簡単になり、切り換え時間が短縮できる。また、副弁の２つの閉塞部と同一平面に支持部を有しているので、副弁の主弁に対する傾きを抑制でき、さらにシール性が高くなる。

請求項２の流路切換弁によれば、切換過程の回動範囲の略半分回転した位置で、吐出側に連通するポートからの高圧冷媒が、室外熱交換器側連通路と室内熱交換器側連通路との両方に流入するので、主弁が弁座に着座しようとする力が小さくなって、主弁と弁座との間の摩擦力が小さくなるので、圧縮機を運転した状態でも切換がスムースになる。

請求項３の流路切換弁によれば、請求項２の効果に加えて、高圧冷媒が、室外熱交換器側に連通されるポート及び室内熱交換器側に連通されるポートを介して、室外熱交換器側連通路外壁及び室内熱交換器側連通路外壁とを超えて、室外熱交換器側連通路と室内熱交換器側連通路に流入するので、さらに切換がスムースになる。

請求項４の流路切換弁によれば、請求項１乃至３の効果に加えて、弾性部材により副弁の閉塞部が室外熱交換器側均圧孔と室内熱交換器側均圧孔に付勢されるので、室外熱交換器側均圧孔または室内熱交換器側均圧孔の閉状態のシール性が高くなる。

請求項５の流路切換弁によれば、請求項１乃至４の効果に加えて、支持部、閉塞部は弁軸中心から等間隔に配置されているので、副弁の回動もスムースになる。

本発明の第１実施形態に係る流路切換弁の縦断面図である。同流路切換弁同流路切換弁における弁座の平面図である。同流路切換弁における主弁の斜視図である。同流路切換弁における副弁の斜視図である。同流路切換弁における冷房運転状態の各部位の位置関係を示す図である。同流路切換弁における切換過程の各部位の位置関係を示す図である。同流路切換弁における暖房運転状態の各部位の位置関係を示す図である。本発明の第２実施形態に係る流路切換弁の縦断面図である。同流路切換弁における主弁の斜視図である。同流路切換弁における冷房運転状態の各部位の位置関係を示す図である。同流路切換弁における切換過程の各部位の位置関係を示す図である。同流路切換弁における暖房運転状態の各部位の位置関係を示す図である。同流路切換弁における切換過程での冷媒の流れを示す図である。第３実施形態の流路切換弁における主弁の構造と切換過程での冷媒の流れを示す図である。各実施形態の流路切換弁における副弁の他の実施形態を示す図である。

次に、本発明による流路切換弁の実施形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る流路切換弁の縦断面図、図２は同流路切換弁における弁座の平面図、図３は同流路切換弁における主弁の斜視図、図４は同流路切換弁における副弁の斜視図、図５〜図７は同流路切換弁の動作説明図である。なお、図１は主弁の切り換え途中を示す図である。

この第１実施形態の流路切換弁は、ケース部材１と弁座部材２とを有している。ケース部材１には略円筒状に切削され弁室１１が形成されている。また、弁座部材２には円形台状の弁座２１が形成されており、この弁座２１の周囲にはリング２２（図１参照）が取り付けられている。そして、弁室１１の開口部に弁座２１及びリング２２を嵌め込むことにより、弁室１１が封止される。また、弁室１１内には、主弁３、副弁４が収容されるとともに、ケース部材１の上部から弁室１１内にかけて駆動部５が取り付けられている。なお、ケース部材１の上部には駆動部５の図示しないモータが収容されている。

図２に示すように、弁座２１には、弁室１１と図示しない圧縮機の冷媒の吐出側に連通されるＤポート２１Ｄ、弁室１１と同圧縮機の冷媒の吸入側に連通されるＳポート２１Ｓ、図示しない室外熱交換器側に連通されるＣ切換ポート２１Ｃ及び図示しない室内熱交換器側に連通されるＥ切換ポート２１Ｅが、それぞれ形成されている。なお、これらのポートはそれぞれ９０°づつ離間する位置に開口されている。

図３に示すように、主弁３は樹脂で形成された外周が円形の部材であり、弁座２１側の袴部３１と円筒状のピストン部３２とを一体に形成したものである。ピストン部３２の周囲にはピストンリング３２ａが配設されている。そして、中心の軸受け部３３を駆動部５の回動軸５１の下部に嵌合された状態で、該主弁３は弁軸Ｌの回りに回動自在に配設されている。袴部３１には、軸受け部３３の両側においてドーム状に穿たれた室外熱交換器側連通路３１Ａと室内熱交換器側連通路３１Ｂとが形成されている。

また、図３(A) に示すように、ピストン部３２の内側において、袴部３１の上側には軸受け部３３の軸孔３３ａから離間した位置の全周に突出した副弁座３４が形成され、この副弁座３４には、室外熱交換器側連通路３１Ａからピストン部３２側まで貫通する室外熱交換器側均圧孔３４ａと、室内熱交換器側連通路３１Ｂからピストン部３２側まで貫通する室内熱交換器側均圧孔３４ｂとが形成されている。この室外熱交換器側均圧孔３４ａと室内熱交換器側均圧孔３４ｂは、弁軸Ｌの回りで１８０°離間する位置に形成されている。

また、ピストン部３２の内周面の一部は略９０°の範囲において弁軸Ｌ側に突出した突出部３５が形成されており、この突出部３５の弁軸Ｌ周り方向の両端は、それぞれ副弁当接部３５ａ，３５ｂとされている。なお、この副弁当接部３５ａ，３５ｂは後述する副弁４の主弁当接部４６ａ，４６ｂに当接する。さらに、このピストン部３２の上部の周囲一箇所にはストッパ３６が立設されており、このストッパ３６は、ケース部材１の弁室１１の上部周囲に形成されたガイド溝１３（図５(A) 〜図７(A) 参照）内に配置され、このストッパ３６の両側端部がガイド溝１３の端部に当接することで主弁３の回動範囲が規制される。なお、ガイド溝１３の長さに対応する端部間の角度と、ストッパ３６の幅に対応する端部間の角度との差は９０°であり、主弁３の回動範囲は９０°となる。

図４に示すように、副弁４は、主弁３のピストン部３２内に収納される略円盤状の副弁本体部４１とその中央のボス部４２とを有しており、このボス部４２の中心には略長方形の角孔４２ａが形成されている。また、副弁本体部４１の主弁３側の面には略１８０°の角度で扇形に突出したスライド弁部４３が形成され、このスライド弁部４３の両端の一方が室外熱交換器側均圧孔側の閉塞部４３Ａ、他方が室内熱交換器側均圧孔側の閉塞部４３Ｂとなっている。また、角孔４２ａを挟んでスライド弁部４３に対向する位置には支持部４４が形成されている。そして、この副弁４の弁軸Ｌ回りの円周上において、スライド弁部４３と支持部４４との間は主弁３側から窪んだ２箇所の均圧孔開部４５Ａ，４５Ｂとなっている。また、副弁本体部４１の外周の段差部は、それぞれ主弁当接部４６ａ，４６ｂとされている。そして、この主弁当接部４６ａ，４６ｂは主弁３の副弁当接部３５ａ，３５ｂと同周上に配置される。

図１に示すように、駆動部５は、回動駆動軸５１に回動可能に配置されたウォームホイール５２と、このウォームホイール５２に歯合されたウォーム歯車５３とを有し、このウォーム歯車５３は図示しないモータの駆動軸に固定されている。また、ウォームホイール５２はボス部５２ａによって回動軸５１に回転可能に配置されており、このボス部５２ａが副弁４のボス部４２に形成された略長方形の角孔４２ａに嵌合されている。これにより、副弁４はウォームホイール５２に対して弁軸Ｌ周りの回動が規制された状態で弁軸Ｌ方向にのみ摺動可能となる。また、ウォームホイール５２と副弁４との間には、副弁４を主弁３側に付勢する「付勢部材」としてのコイルバネ５４が配設されており、この副弁４はウォームホイール５２と共に協働して回動する。

以上の構成により、副弁４は駆動部５の駆動により回動し、主弁当接部４６ａが副弁当接部３５ａに当接した状態、または主弁当接部４６ｂが副弁当接部３５ｂに当接した状態で、主弁３は副弁４と共に回動する。また、主弁３のストッパ３６がガイド溝１３の端部に当接して主弁３の回動が停止する。そして、ガイド溝１３の一方の端部に当接した状態で冷房モード、他方の端部に当接した状態で暖房モードとなる。さらに、冷房モードでは、副弁４の均圧孔開部４５Ａにより室外熱交換器側均圧孔３４ａが開状態となるとともに、スライド弁部４３の閉塞部４３Ｂにより室内熱交換器側均圧孔３４ｂが閉状態とされる。暖房モードでは、副弁４の均圧孔開部４５Ｂにより室内熱交換器側均圧孔３４ｂが開状態となるとともに、スライド弁部４３の閉塞部４３Ａにより室外熱交換器側均圧孔３４ａが閉状態とされる。

副弁４はコイルバネ５４（弾性部材）により主弁３側に付勢されており、これによりスライド弁部４３（閉塞部）が室外熱交換器側均圧孔３４ａまたは室内熱交換器側均圧孔３４ｂに付勢され、この室外熱交換器側均圧孔３４ａまたは室内熱交換器側均圧孔３４ｂの閉時のシール性が高くなっている。また、副弁４の２つの閉塞部４３Ａ，４３Ｂと同一平面（スライド弁部４３の面）に支持部４４を有している。したがって、副弁４の主弁３に対する傾きを抑制でき、さらにシール性が高くなっている。また、この支持部４４、閉塞部４３Ａ，４３Ｂは弁軸Ｌの中心から等間隔に配置されているので、副弁４の回動もスムースになる。

次に図５〜図７に基づいて冷房運転及び暖房運転の切換動作を説明する。図５〜図７は弁座２１側から駆動部５方向を見た状態での各部位の位置関係を示すものであり実線、破線、斜線等の表記は前後位置や構造を示すものではない。なお、図５〜図７の(A) 図はケース部材１のガイド溝１３と主弁のストッパ３６との位置関係を示す図、(B) 図は主弁３のピストン部３２内と副弁４との位置関係を示す図、(C) 図は主弁３と弁座２１の位置関係を示す図である。また、図５は冷房運転状態、図６は運転状態の切換過程、図７は暖房運転状態にそれぞれ対応する。

先ず、図５の冷房運転時にあるとする。図５(C) のように、室外熱交換器側連通路３１ＡによりＤポート２１ＤはＣ切換ポート２１Ｃに導通され、室内熱交換器側連通路３１ＢによりＳポート２１ＳはＥ切換ポート２１Ｅに導通されている。また、副弁４の均圧孔開部４５Ａにより主弁３の室外熱交換器側均圧孔３４ａが開状態となり、副弁４のスライド弁部４３の閉塞部４３Ｂにより室内熱交換器側均圧孔３４ｂが閉状態となっている。また、副弁４の支持部４４は副弁座３４上に摺接している。そして、Ｄポート２１Ｄから導入される高圧冷媒により主弁３の外側の空間が高圧になるとともに、室内熱交換器側連通路３１Ｂが低圧になっている。したがって、主弁３に作用する差圧により主弁３は弁座２１に着座して密着されている。

次に、上記冷房運転状態から暖房運転状態に切り換えるとき、圧縮機を停止して駆動部５を駆動すると、副弁４のみが図５(B) の状態から時計回りに回動する。このとき、副弁４の支持部４４は副弁座３４上を摺動する。そして、副弁４の主弁当接部４６ｂが主弁３の副弁当接部３５ｂに当接して図６(B) の状態になると、副弁４の均圧孔開部４５Ｂにより主弁３の室内熱交換器側均圧孔３４ｂが開状態となり、副弁４のスライド弁部４３の閉塞部４３Ａにより室外熱交換器側均圧孔３４ａが閉状態となる。これにより、主弁３のピストン部３２に配設されているピストンリング３２ａの上部の弁室１１が次第に低圧になり、コイルバネ５４の付勢力に抗して主弁３が浮上する。そして、主弁３に作用する差圧が減少し、主弁３の浮力よりもコイルバネ５４の付勢力が優って、主弁３が弁座２１に着座する。

また、このとき、副弁４の主弁当接部４６ｂが主弁３の副弁当接部３５ｂに当接しているので、副弁４と主弁３とが共に回動する。そして、図７(A) のように主弁３のストッパ３６がガイド溝１３の一端に当接し、副弁４及び主弁３の回動が停止される。そして、圧縮機を駆動し、暖房運転状態となる。なお、ストッパ３６がガイド溝１３の一端に当接することにより、駆動部５のモータ及び駆動回路に過負荷が掛かるのでこれを検出してモータを停止するようにしてもよい。

この暖房運転状態では、図７(C) のように、室内熱交換器側連通路３１ＢによりＤポート２１ＤはＥ切換ポート２１Ｅに導通され、室外熱交換器側連通路３１ＡによりＳポート２１ＳはＣ切換ポート２１Ｃに導通されている。また、室内熱交換器側均圧孔３４ｂが開状態、室外熱交換器側均圧孔３４ａが閉状態となっている。そして、Ｄポート２１Ｄから導入される高圧冷媒により主弁３の外側の空間が高圧になるとともに、室外熱交換器側連通路３１Ａが低圧になっている。したがって、主弁３に作用する差圧により主弁３は弁座２１に着座して密着されている。なお、暖房運転状態から冷房運転状態への切り換えは、上記と逆の動作を行えばよい。

以上のように、冷房から暖房への切り換えるとき副弁４を一方向にのみ回動するだけでよいので、副弁の逆回転（前記特許文献１）という動作を必要とせず、主弁３の位置ズレ等を生じることがない。

図８は本発明の第２実施形態に係る流路切換弁の縦断面図、図９は同流路切換弁における主弁の斜視図、図１０〜図１２は同流路切換弁の動作説明図であり、第１実施形態と同様な部材、同様な要素には第１実施形態と同じ符号を付記して詳細な説明は省略する。なお、図１１は主弁の切り換え途中を示す図である。

この第２実施形態の流路切換弁と前記第１実施形態の流路切換弁との違いは、主弁３′の形状である。図９に示すように、主弁３′は第１実施形態と略同様に樹脂で形成された外周が円形の部材であり、弁座２１側の袴部３７と円筒状のピストン部３２とを一体に形成したものである。ピストン部３２側は、第１実施形態の軸受け部３３、副弁座３４、突出部３５及びストッパ３６と同構造を有している。

袴部３７には、中心の軸受け部３３の両側においてドーム状に穿たれた室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂとが形成されている。また、軸受け部３３から直径方向に延設された仕切部３７１を有し、室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂとはこの仕切部３７１により仕切られている。さらに、仕切部３７１の端部から延設され、該仕切部３７１と平行な室外熱交換器側連通路外壁３７２Ａと室内熱交換器側連通路外壁３７２Ｂとを有している。この室外熱交換器側連通路外壁３７２Ａは室外熱交換器側連通路３７Ａの外側の壁となり、室内熱交換器側連通路外壁３７２Ｂは室内熱交換器側連通路３７Ｂの外側の壁となっている。

第１実施形態と同様に、図１０の冷房運転時は、室外熱交換器側連通路３７ＡによりＤポート２１ＤはＣ切換ポート２１Ｃに導通され、室内熱交換器側連通路３７ＢによりＳポート２１ＳはＥ切換ポート２１Ｅに導通されている。また、副弁４により室外熱交換器側均圧孔３４ａが開状態となり、室内熱交換器側均圧孔３４ｂが閉状態となっている。そして、Ｄポート２１Ｄから導入される高圧冷媒により主弁３′の外側の空間が高圧になるとともに、室内熱交換器側連通路３７Ｂが低圧になっている。したがって、主弁３′に作用する差圧により主弁３′は弁座２１に着座して密着されている。

冷房運転状態から暖房運転状態に切り換えるとき、第１実施形態では圧縮機を停止しているが、この第２実施形態では圧縮機を停止しなくても切り換えることができる。まず、駆動部５を駆動すると、副弁４が図１０(B) の状態から時計回りに回動し、副弁４の主弁当接部４６ｂが主弁３′の副弁当接部３５ｂに当接して図１１(B) の状態になる。そして、室内熱交換器側均圧孔３４ｂが開状態、室外熱交換器側均圧孔３４ａが閉状態となる。これにより、主弁３′のピストン部３２に配設されているピストンリング３２ａの上部の弁室１１が次第に低圧になり、ピストンリング３２ａより下の主弁３′の外側の空間と室外熱交換器側連通路３７Ａ内の高圧による浮力により、コイルバネ５４の付勢力に抗して主弁３′が浮上する。そして、主弁３′に作用する差圧が減少し、主弁３′の浮力よりもコイルバネ５４の付勢力が優って、主弁３′が弁座２１に着座する。なお、この状態でも、後述図１３で説明するように主弁３′が弁座２１に着座する力は弱くなる。

このとき、副弁４の主弁当接部４６ｂが主弁３′の副弁当接部３５ｂに当接しているので、副弁４と主弁３′とが共に回動する。そして、図１２(A) のように主弁３′のストッパ３６がガイド溝１３の一端に当接し、副弁４及び主弁３′の回動が停止され、暖房運転状態となる。この暖房運転状態では、図１２(C) のように、室内熱交換器側連通路３７ＢによりＤポート２１ＤはＥ切換ポート２１Ｅに導通され、室外熱交換器側連通路３７ＡによりＳポート２１ＳはＣ切換ポート２１Ｃに導通されている。また、室内熱交換器側均圧孔３４ｂが開状態、室外熱交換器側均圧孔３４ａが閉状態となっている。さらに、Ｄポート２１Ｄから導入される高圧冷媒により主弁３′の外側の空間が高圧になるとともに、室外熱交換器側連通路３１Ａが低圧になり、主弁３′は弁座２１に着座して密着されている。なお、暖房運転状態から冷房運転状態への切り換えは、上記と逆の動作を行えばよい。

このように、第２実施形態でも、冷房から暖房への切り換えるとき副弁４を一方向にのみ回動するだけでよいので、副弁の逆回転（前記特許文献１）という動作を必要とせず、主弁３′の位置ズレ等を生じることがない。

図１３は、第２実施形態における切換過程での冷媒の流れの詳細を説明する図であり、冷房運転状態から暖房運転状態への切換過程を示す。前記のように副弁４の回動により図１３(A) 〜図１３(D) の順に主弁３′が回転する。図１３(B) は切換過程の回動範囲の半分回転した位置であり、室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂとが、Ｄポート２１ＤとＳポート２１Ｓとにそれぞれ一部重なっている。また、室外熱交換器側連通路外壁３７２Ａが室外熱交換器側に連通されるＣポート２１Ｃの開口を跨ぐとともに、室内熱交換器側連通路外壁３７２Ｂが室内熱交換器側に連通されるＥポート２１Ｅの開口を跨ぐようなっている。

したがって、Ｄポート２１Ｄから流入する高圧冷媒は、Ｄポート２１Ｄを介して室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂに流入する。また、Ｄポート２１Ｄから流入する高圧冷媒は、主弁３′の周囲を回ってＳポート２１Ｓに流入するとともに、Ｃポート２１Ｃを介して室外熱交換器側連通路３７Ａに流入し、Ｅポート２１Ｅを介して室内熱交換器側連通路３７Ｂに流入する。この室外熱交換器側連通路３７Ａ及び室内熱交換器側連通路３７Ｂに流入した冷媒は共にＳポート２１Ｓに流入する。また、図１３(A) 、(C) 、(D) に矢印で示すように、高圧冷媒が室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂに流入し、さらにＳポート２１Ｓに流入する状態は、回動範囲の半分の前後の位置でも略同様である。

このように、切換過程において高圧冷媒が室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂの両方に流入するので、主弁３′が弁座２１に着座しようとする力は小さく、主弁３′と弁座２１との間の摩擦力が小さくなる。したがって、圧縮機を運転した状態でも切換がスムースになる。

以上の第２実施形態では、切換過程の主弁３′の回動範囲の半分の位置、及びその前後の過程において、室外熱交換器側連通路外壁３７２Ａと室内熱交換器側連通路外壁３７２ＢがＣポート２１ＣとＥポート２１Ｅを跨ぐようになっているので、さらに切換がスムースになる。しかし、図１４に示すように、室外熱交換器側連通路外壁３７２Ａ′、室内熱交換器側連通路外壁３７２Ｂの形状が第１実施形態と同様な形状でもよい。この場合でも、室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂとが、Ｄポート２１ＤとＳポート２１Ｓとにそれぞれ一部重なっているので、このＤポート２１Ｄから室外熱交換器側連通路３７Ａと室内熱交換器側連通路３７Ｂに高圧冷媒が流入するので、圧縮機を運転した状態でも切換がスムースになる。

図１５は副弁４の他の実施形態を示す図であり、同図は駆動部５側から副弁４と主弁３（または主弁３′）を見た図である。上記実施形態では副弁４の閉塞部４３Ａ，４３Ｂは１つのスライド弁部４３により形成されているが、図１５(A) のように閉塞部４３Ａと閉塞部４３Ｂを個別に形成するようにしてもよい。また、図１５(B) のように、２つの閉塞部４３Ａ，４３Ｂを１８０°離間して形成し、その間に２つの支持部４４１，４４２を形成してもよい。この場合、室外熱交換器側均圧孔３４ａと室内熱交換器側均圧孔３４ｂの位置も副弁４の回動範囲と閉塞部４３Ａ，４３Ｂの位置に応じて変更する。

１ケース部材
３，３′ 主弁
４副弁
５駆動部
１１弁室
２１弁座
２１ＤＤポート
２１ＳＳポート
２１ＣＣ切換ポート
２１ＥＥ切換ポート
３１Ａ室外熱交換器側連通路
３１Ｂ室内熱交換器側連通路
３４ａ室外熱交換器側均圧孔
３４ｂ室内熱交換器側均圧孔
３７Ａ室外熱交換器側連通路
３７Ｂ室内熱交換器側連通路
３７１仕切部
３７２Ａ室外熱交換器側連通路外壁
３７２Ｂ室内熱交換器側連通路外壁
４３Ａ室外熱交換器側の閉塞部
４３Ｂ室内熱交換器側の閉塞部
４４支持部

Claims

円筒状の弁室を形成するケース部材と、
該ケース部材の開口端に配設された弁座と、
前記弁室の軸方向及び弁軸回りに摺動自在に配置された主弁と、
前記主弁を弁軸回りに回動する回動駆動手段を備えた冷房運転と暖房運転の冷媒の流れ方向を切り換える流路切換弁において、
前記弁座は圧縮機の吐出側と吸入側と室外熱交換器側と室内熱交換器側に連通する４つのポートを備え、
前記主弁は、弁座に設けられた室外熱交換器側に連通するポートを、圧縮機の吐出側に連通するポートまたは圧縮機の吸入側に連通するポートに選択的に連通する室外熱交換器側連通路と、弁座に設けられた室内熱交換器側に連通するポートを、圧縮機の吐出側に連通するポートまたは圧縮機の吸入側に連通するポートに選択的に連通する室内熱交換器側連通路と、を備え、
さらに、室外熱交換器側連通路と弁室とを連通する室外熱交換器側均圧孔と、室内熱交換器側連通路と弁室とを連通する室内熱交換器側均圧孔とを備え、
さらに、主弁の弁室側には副弁の回転駆動を受ける副弁当接部を備え、
前記副弁は、主弁上に摺動可能に接触され、室外熱交換器側均圧孔と室内熱交換器側均圧孔を選択的に開閉させる閉塞部であって前記室外熱交換器側均圧孔側の閉塞部と前記室内熱交換器側均圧孔側の閉塞部の２つの閉塞部を備えるとともに、該２つの閉塞部と同一平面に、副弁を主弁上に支持し副弁の主弁に対する傾きを抑制する支持部を備え、
さらに、主弁を回転駆動させる主弁当接部を備え、
冷房から暖房への切り換えは室外熱交換器側均圧孔が閉状態でかつ室内熱交換器側均圧孔が開状態において主弁を回動させ、
暖房から冷房への切り換えは室外熱交換器側均圧孔が開状態でかつ室内熱交換器側均圧孔が閉状態において主弁を回動させること
を特徴とする流路切換弁。
前記主弁は、中心の軸受け部から直径方向に延設されるとともに前記室外熱交換器側連通路と前記室内熱交換器側連通路とを仕切る仕切部を備え、冷房及び暖房の切換過程の回動範囲の略半分回転した位置にて、前記室外熱交換器側連通路と前記室内熱交換器側連通路とが、前記圧縮機の吐出側に連通するポートと前記圧縮機の吸入側に連通するポートとにそれぞれ一部重なるように、該主弁が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換弁。
前記主弁には、前記室外熱交換器側連通路の外側の壁となる室外熱交換器側連通路外壁と、前記室内熱交換器側連通路の外側の壁となる室内熱交換器側連通路外壁とが、前記冷房及び暖房の切換過程で、前記室外熱交換器側連通路外壁が前記室外熱交換器側に連通されるポートの開口を跨ぐとともに、前記室内熱交換器側連通路外壁が前記室内熱交換器側に連通されるポートの開口を跨ぐように、該主弁が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換弁。
前記副弁の閉塞部を前記室外熱交換器側均圧孔と前記室内熱交換器側均圧孔に付勢させる弾性部材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の流路切換弁。
前記２つの閉塞部と前記支持部とは弁軸中心から等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の流路切換弁。