JPH10281321A

JPH10281321A - 制御弁

Info

Publication number: JPH10281321A
Application number: JP9102722A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Muto; 和彦武藤; Norihiko Yasuda; 典彦安田
Original assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Current assignee: Pacific Industrial Co Ltd
Priority date: 1997-04-04
Filing date: 1997-04-04
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、従来では離れた位置に設けられて
いた膨張弁の機能を果たす電動弁Ａ部と、冷房時と暖房
時の冷媒の流路を切り換える機能を果たす四方弁Ｂ部の
部品を一箇所にまとめることにより、固定子コイルの取
外ができるようにする。また、四方弁Ｂ部に冷凍サイク
ルのバイパス回路Ｊを設けて従来の二方電磁弁を含むバ
イパス回路Ｈを不要とすることを目的とする。【構成】本発明は、固定子コイルへの通電によってロ
ータを回転させることにより、弁軸を進退させて弁口を
開閉させる電動弁の該ボディを弁シートと四方弁スライ
ダーとからなる四方弁の弁シートと一体的にして電動弁
と四方弁とを一箇所にて作動させるようになし、電動弁
の固定子コイルをケースから自由に着脱可能とした制御
弁である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ヒートポンプ式
冷媒回路における冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換
える四方弁と、膨張弁の機能を果たす電動弁とを組み合
わせた制御弁の改良に係り、特に電動弁の固定子コイル
を着脱可能にすると共に配管を一方向に集めることによ
り室外機の配管スペースへの部品の取付作業を容易に
し、さらに、冷凍サイクルのバイパス回路のオン・オフ
制御に用いられる二方弁とを複合一体化することによ
り、電動弁の駆動力を利用して四方弁と二方弁とを別々
に作動させるようにした制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】先ず最初に図１０は、特開平８−１０５
５６２号に開示された従来技術の制御弁Ｚの構造を示
す。制御弁Ｚの構造は六方弁であり、大きく分けて電動
弁Ａ部、四方弁Ｂ部及び前記電動弁Ａ部と四方弁Ｂ部と
を連結する伝達装置Ｄ部の３つに分けられる。

【０００３】始めに、電動弁Ａ部の構造について説明す
る。弁ボディ１は非磁性体のケース２の下端部に固着さ
れ、該弁ボディ１の中心部には上方より孔３と連通孔４
と弁口５が設けられると共に前記孔にはめねじ部材６
（以下、単に「めねじ６」という。）が圧入固定されて
いる。図中、７、８は流入出パイプである。

【０００４】また、ケース２の外周には固定子コイル９
が設けられ、その内部には中心方向に向けて形成したリ
ブ状の凸部１０ａ備えたモータの回転子１０が配置さ
れ、この回転子と一体的に下端に針状弁１１を備え前記
めねじ６と螺合するおねじを有する弁軸１２が設けられ
ている。そして、前記弁軸１２の回転がめねじ６により
直進運動に変換されて弁口５の開口度を制御させるよう
になっている。

【０００５】次に四方弁Ｂ部の構造について説明する。
前記ケース２の上方拡径部に気密的に固着される金属円
板状の弁シート１３は、図１１（Ａ）に示す如く、４つ
の開口（導入孔１４、導出孔１７、通孔１６、１５）が
同心円上に設けられると共にこれらの開口には導入管１
４ａ、導出管１７ａおよび通孔管１６ａ、１５ａが設け
られている。１８は、前記導入口１４に設けられたパイ
プ状のストッパー１８である。

【０００６】肉厚円板状にプラスチック成形された四方
弁スライダー１９は、前記弁シート１３の下面に摺動回
転可能に配設されたものであり、該スライダー１９は、
図１１（Ｂ）に示す如く、前記弁シート１３の導入口１
４と通孔１６と対応する位置に貫通孔２０と２１がを設
けられると共に、その下半部には両貫通孔２０、２１を
つなぐ連通孔２３（図１２（Ａ）参照）が設けられ、ま
た導出口１７及び通孔１５と対応する位置に導出口１７
及び通孔１５を気密的につなぐ気密連通孔２４（図１２
（Ｂ）参照）が設けられ、これら両連通孔２３、２４の
弁シート１３に接する側は平面円弧状に形成されてい
て、隣接する各開口において連通状態が切り換わるよう
になっている。

【０００７】また、前記四方弁スライダー１９の下面側
にはボス２５が設けられ、その中心部に内歯２６が形成
されている。なお、圧縮コイルばね２７は、運転時の冷
媒圧力によりスライダー１９の作動がスムーズに行えな
くなるのを防ぐためのものであり、このばね力は運転時
冷媒の圧力により四方弁スライダー１９を弁シート１３
に押圧する圧力よりも弱いものとなっている。

【０００８】次に伝達装置Ｄ部の構造について説明す
る。この伝達装置Ｄ部は、前記電動弁Ａ部の回転子１０
と四方弁Ｂ部の四方弁スライダー１９との間に設けら
れ、電動弁Ａ部の弁口５が全開直前の位置と全閉直前の
位置に到ったときに、遅延伝達手段２８および係合手段
２９を介して四方弁の四方弁スライダー１９に回転を伝
えるようにしたものである。

【０００９】即ち、ガイドブッシュ３０の中心部には、
上部に鍔３１を有する連結棒３２が気密的、かつ回転自
在に支持され、この連結棒３２の上端部には前記四方弁
スライダー１９下面中心の内歯２６と噛み合う外歯３３
が形成され、この内歯２６と外歯３３とにより前記の係
合手段２９を形成している。

【００１０】前記遅延伝達手段２８は、上下に突出片２
８ａ、２８ｂ有するコイルによるものであり、このコイ
ルは前記連結棒３２の下方部分に挿入され連結棒下端の
フランジ３２ａにて回動可能に支持されている。また、
突出片２８ｂは回転子の凸部１０ａに当接し、突出片２
８ａは連結棒３２に固定されたストッパー３４のストッ
パー片３４ａに当接するようになっている。

【００１１】引き続いて、従来技術の制御弁の作用（作
動）について説明する。図１０に示す如く、電動弁Ａ部
の針状弁１１が閉弁状態（完全密閉ではなく絞られた状
態）で暖房運転が行われている時は、図１３（Ａ）に示
す如く、遅延伝達手段の上下の突出片２８ａ、２８ｂは
凸部１０ａとストッパー片３４ａにより挾まれた状態に
なっている。

【００１２】この状態では、四方弁スライダー１９は図
１２（Ａ）に示す如く、連通孔２３により導入口１４と
通孔１６とが連通された状態になり、図１４の冷凍サイ
クル図の実線で示すように、圧縮機Ｃの吐出口から出た
冷媒は、導入管１４ａ→通孔管１６ａを経て室内側熱交
換器Ｆに入り、電動弁Ａの流入出パイプ７→→流入出パ
イプ８を経て、室外側熱交換器Ｅを通り、通孔管１５ａ
→導出管１７ａを経て圧縮機Ｃに戻る。

【００１３】この暖房状態にける膨張弁としての絞り制
御について説明する。電動弁が開弁方向に回転すると、
図１３（Ａ）に示すモータの回転子１０は矢印の如く左
方向に一回転し、回転子１０の凸部１０ａが遅延伝達手
段２０の下方の突出片２８ｂから離れ、約１周回転した
ところで図１３（Ｂ）のように下方の突出片２８ｂの内
側（上面）に当たる。

【００１４】続いて回転子１０が回転すると、前記遅延
伝達手段２８下方の突出片２８ｂが回転子の凸部１０ａ
に押されて上方の突出片３４ａと共に左方向に回動し、
やがて、図１３（Ｃ）のように上方の突出片２８ａが前
記スッパー片３４ａの後面（上面）と当接するまで回転
子１０が回転する。上記図１３の（Ａ）〜（Ｃ）間の回
転子１０の約２回転の間は遅延伝達手段２８におけるコ
イルの空転により、連結棒３２には回転は伝わらない。
従って、この間、弁軸１２による針状弁１１の上下作用
により弁口５の開口面積を変化させることができ、最適
絞り度の位置で、暖房運転が可能となる。

【００１５】次に、冷房運転に切り換えたい時は、図１
３（Ｃ）の状態から回転子１０を、さらに左方向に回転
させると上方の突出片２８ａにより連結棒３２と一体的
に固定されたストッパー片３４ａを押しつつ、図１３
（Ｄ）の状態まで回転するので、連結棒３２は回転を始
め、上部の四方弁Ｂ部のスライダー１９に回転が伝わる
ようになっている。これにより、四方弁スライダー１９
が図１３の暖房時の状態から冷房時の状態（図示しな
い）まで９０°回転し、冷房運転に切り換わる。

【００１６】この暖房運転から冷房運転に切り換える
際、四方弁スライダー１９を９０°回転させるが、この
時、四方弁スライダー１９における連通孔２３の貫通孔
２０側の内縁外端部に当接していたストッパー１８が連
通孔２３の貫通孔２１側の内縁外端部に当接することに
より確実に停止する。

【００１７】この冷房運転の切換が終わった後には、冷
房運転の最適絞り度を得るために、針状弁１１が閉弁方
向に回転するように固定子コイル９に通電し、暖房に切
り替わる直前迄弁軸が逆方向に約２回転して絞り機能を
果すようになっている。

【００１８】この四方弁スライダー１９の切り換えによ
り、気密連通孔２４は導出孔１７と通孔１６の間を気密
的に連通させることになるため、圧縮機Ｆの吐出口から
出た冷媒は、図１４の冷凍サイクル図の点線で示すよう
に、導入管１４ａ→通孔管１５ａを経て室外側熱交換器
Ｅに入り、制御弁の流入出パイプ８→流入出パイプ７を
経て室内側熱交換器Ｆを通り、通孔管１６ａ→導出管１
７ａを経て圧縮機Ｃに戻る。

【００１９】再び暖房運転に切り換えたい時は、針状弁
１１が更に閉弁方向に回転するように固定子コイル９に
通電すると、遅延伝達手段２８の上方の突出片２８ａが
ストッパー片３４ａと当接し連結棒３２が時計方向に回
転し、四方弁スライダー１９が図１４の暖房時の状態に
戻るようになっている。

【００２０】次に、室外側熱交換器Ｅの除霜を目的とし
てホットガスデフロスト式とよばれるバイパス回路を有
する冷凍サイクルについて説明する。このバイパス回路
は図１４の一点鎖線で示すように、二方弁Ｉは圧縮機Ｃ
の出口側と室外側熱交換器Ｅの入口側（暖房運転の場
合）に設けられており、通常暖房運転では二方弁Ｉを閉
弁状態とし、除霜運転では二方弁Ｉを開弁状態とし、圧
縮機Ｃから吐出した高温高圧の冷媒を直接室外側熱交換
器Ｅに送り込むことにより除霜を行うものである。な
お、前記の二方弁Ｉは、電磁石と弁本体とプランジャー
とで構成される一般的なものであるため、詳細な説明を
省略する。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の制御弁
では、固定子コイルの取外しができない構造であり、ま
たバイパス回路には電磁二方弁を必要とするものである
から、以下のような問題点があった。従来の制御弁においては、生産工程或は製品組立工程
等で不具合が生じた場合、固定子コイル単品の交換がで
きないため部品全体を破棄していたのでムダが多く、ま
た電動弁Ａ部側との四方切換弁Ｂ部側の配管が反対方向
になっているため、室外機の狭い配管スペースでの部品
の取付作業が容易に行えなかった。バイパス回路を有するシステムでは、電磁二方弁を必
要としコスト高になるばかりか、この二方弁は開弁中は
連続通電しなければならず、電気代が余分に必要であっ
た。さらに二方弁を設置するためのスペースが必要であ
った。前記のバイパス回路を有するシステムでは、制御弁用
と二方弁用の２つのコントローラを必要とし、また、こ
れらコントローラと弁をつなぐリード線がそれぞれ必要
となり、取り付けが煩雑でコストも高くなるという問題
があった。

【００２２】

【問題点を解決するための手段】第１の発明に係る制御
弁は、固定子コイルへの通電によってロータを回転させ
ることにより、弁軸を進退させて弁口を開閉させる電動
弁の該ボディを弁シートと四方弁スライダーとからなる
四方弁の弁シートと一体的にして電動弁と四方弁とを一
箇所にて作動させるようになし、電動弁の固定子コイル
をケースから自由に着脱可能としたことを特徴とする制
御弁である。

【００２３】また、第２の発明に係る制御弁は、金属製
円盤状の弁シート５１の上面の中心部に円筒状のガイド
部５２を形成すると共にその中心の孔５５を弁シートの
内部まで延長して設け、この弁シートの側部には孔５５
に通じる連通孔５３を設けると共に弁シートの下面には
孔５５に通じる連通口５４を設け、弁シートの前記ガイ
ド部５２外周には孔５５と同心円上に四方弁としての導
入管・導出管および２つの連通管に通じる４つの開口１
４、１７、１５、１６を設け、前記孔５５の内部中間に
は筒状のめねじ部材５６を設け、円板状上半部６０の中
心に孔６１を設けると共にその側面に対向する２つのす
り割りを形成して係合部６０ａとし、その下面に扇状体
下半部５９を形成しその下面に前記４つの開口の隣接す
る２つを気密的に連通させる気密連通孔２４を設けた四
方弁用スライダー５８の該孔６１をガイド部５２に回転
可能に装着し、ジョイント７０の中心部に歯溝７１を設
けると共に下面には前記スライダー５８の係合部６０ａ
に対応する係合部７２を設け、該係合部７２を前記スラ
イダー５８の係合部６０ａに嵌着し、歯車状のストッパ
ー６７の中心部には軸挿入孔６８を設けると共に中心か
ら離れてストッパーピン６９を立植して設け、該歯車状
のストッパー６７を前記ジョイントの歯溝７１に嵌着
し、遅延伝達機構７３には、弁軸６２に回動自在に嵌着
するための円筒部７４とこの円筒部から外方に向けて放
射状に設けた係合片７５を設け、回転子１０と一体的に
設けられる弁軸６２の上方部分には、一端部を下方に折
り曲げて係合片６３ａとするホルダーストッパー６３を
固着すると共に弁軸６２の下方には、前記めねじ部材５
６のめねじと螺合させるおねじ６４およびその下端に針
状弁６５を設け、該弁軸６２の中間部分には前記ガイド
部内面の孔５５と気密的に回転させるパッキン６６を設
け、弁ケース７６の円筒部７６ａ内側には弁軸６２（モ
ーター軸）と一体化した回転子１０を設けると共に外側
には固定子コイル９を設け、さらに弁ケースの下端部を
前記弁シート５１と気密的に固定して電動モーターＭ部
を設け、前記電動モーターＭの回転子１０の回転力を利
用し、モーター軸である弁軸６２に固着されたホルダー
ストッパー６３の突片６３ａにより弁軸に遊嵌された遅
延伝達機構７３が１回転した後に係合片７５をストッパ
ーピン６９に当接させ、ストッパ６７およびこれに嵌着
されたジョイント７０を介して四方弁用スライダー５８
回動させ、膨張弁としての弁口５７の開度調整と四方弁
としてのスライダー５８の回転による流路切換えとを連
動して行なう様にしたことを特徴とするものである。

【００２４】また、第３の発明に係る制御弁は、金属製
円盤状の弁シート７７の上面の中心部に円筒状のガイド
部５２を形成すると共にその中心の孔５５を弁シートの
内部まで延長して設け、この弁シートの側部には孔５５
に通じる連通孔５３を設けると共に弁シートの下面には
孔５５に通じる連通口５４を設け、弁シートの前記ガイ
ド部５２外周には孔５５と同心円上に四方弁としての導
入管・導出管および２つの連通管に通じる４つの開口１
４、１７、１５、１６と前記連通孔５３につながるバイ
パス弁用のバイパス孔７８を設け、前記孔５５の内部中
間には筒状のめねじ部材５６を設け、孔８０を軸心とし
て扇状に形成された四方弁用スライダー７９には、該孔
８０の周りに２つの扇状の切欠き８１を対向して設け、
残る壁面を係合部８１ａとすると共に下面には前記４つ
の開口の２つを気密的に連通させる気密連通孔２４を設
け、前記四方弁用スライダーの孔８０を弁シートのガイ
ド部５２に回転可能に装着し、円板８４の中心に孔８３
を設けると共にその側面に対向する２つのすり割りを形
成して係合部８４ａとし、その下面開口には前記四方弁
用スライダー７９の扇状の切欠き８１に対応する位置に
この切欠き幅よりも小さい係合突部８５を設けたバイパ
ス弁用スライダー８２には、前記円板８４の下方側部よ
り外側に腕８６を突出させて前記弁シート７７上を摺接
しバイパス孔７８を開閉させる弁部８７を設け、前記バ
イパス弁用スライダー８２の係合突部８５を四方弁スラ
イダーの切り欠き８１に嵌め込み、ジョイント７０の中
心部に歯溝７１を設けると共に下面には前記バイパス弁
用スライダー８２の係合部８４ａに対応する係合部７２
を設け、該係合部７２を前記スライダー８２の係合部８
４ａに嵌着し、歯車状のストッパー６７の中心部には軸
挿入孔６８を設けると共に中心から離れてストッパーピ
ン６９を立植して設け、該歯車状のストッパー６７を前
記ジョイントの歯溝７１に嵌着し、遅延伝達機構７３に
は、弁軸６２に回動自在に嵌着するための円筒部７４と
この円筒部から外方に向けて放射状に設けた係合片７５
を設け、回転子１０と一体的に設けられる弁軸６２の上
方部分には、一端部を下方に折り曲げて係合片６３ａと
するホルダーストッパー６３を固着すると共に弁軸６２
の下方には、前記めねじ部材５６のめねじと螺合させる
おねじ６４およびその下端に針状弁６５を設け、該弁軸
６２の中間部分には前記ガイド部内面の孔５５と気密的
に回転させるパッキン６６を設け、弁ケース７６の円筒
部７６ａ内側には弁軸６２（モーター軸）と一体化した
回転子１０を設けると共に外側には固定子コイル９を設
け、さらに弁ケースの下端部を前記弁シート７７と気密
的に固定して電動モーターＭ部を設け、前記電動モータ
ーＭの回転子１０の回転力を利用し、モーター軸である
弁軸６２に固着されたホルダーストッパー６３の突片６
３ａにより弁軸に遊嵌された遅延伝達機構７３が１回転
した後に係合片７５をストッパーピン６９に当接させ、
ストッパ６７およびこれに嵌合されたジョイント７０を
介して始めにバイパス弁用スライダー８２を回動させ、
次いでこの係合突部８５と前記四方弁用スライダー７９
の係合部８１ａとを当接させるのに際してバイパス弁用
スライダー８２より遅延させて四方弁用スライダー７９
を回動させ、膨張弁としての弁口５４の開度調整とバイ
パス弁としてのバイパス孔７８の開閉および四方弁とし
てのスライダー７９の回転による流路切換えとを連動し
て行なう様にしたことを特徴とするものである。

【００２５】また、第４の発明に係る制御弁は、電動モ
ーターＭ部の軸は、減速機構Ｇを介して弁軸６２の上端
部に連結されることを特徴とする請求項２および請求項
３に記載のものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の一実施例を図１〜図２、
に基づき詳細に説明する。本発明の制御弁においては、
図１に示す如く、１つの駆動源によって膨張機能を果た
す電動弁と、冷媒の流路を切り換える四方弁の機能を持
たせるようにしている。

【００２７】金属製円盤状の弁シート５１は、前述の電
動弁としての機能並びに四方弁の弁シートの機能をもた
せるために、図２（Ｄ）に示すごとく、上面の中心部に
円筒状のガイド部５２が設けられ、このガイド部５２の
孔５５は弁シートの内部まで延長して設けられている。
また、弁シートの側部には前記孔５５に通じる連通孔５
３が設けられると共に弁シートの下面には孔５５に通じ
る連通孔５４が設けられている。また、弁シートの前記
ガイド部５２の外周には、孔５５と同心円上に四方弁と
しての導入管１４ａ、導出管１７ａおよび連通管１５
ａ、１６ａに通じる４つの開口（１４、１７、１５、１
６）が設けられ、開口１７にはパイプ状のストッパー１
８が嵌着されている。また、前記孔５５の内部中間には
筒状のめねじ部材５６が圧入固定されている。なお、５
７は膨張弁の弁座であり、７および８は前記連通孔５
４、連通孔５３に接続される膨張弁としての流入出パイ
プである。

【００２８】四方弁用スライダー５８は、前記円筒状の
ガイド部５２をガイドとして弁シート５１の上面を摺動
回転し、前記４つの開口の２つを気密的に連通させて冷
媒の流路を切り換えるようになっている。この四方弁用
スライダー５８は、図２（Ｃ）に示す如く、円板状の上
半部６０の中心に孔６１が設けられると共にその側面に
対向する２つのすり割りを形成して係合部６０ａ、６０
ａとし、その下面には扇状体の下半部５９が一体的に形
成されている。また前記下半部５９の下面には前記４つ
の開口の２つを気密的に連通させる気密連通孔２４が設
けられている。

【００２９】ジョイント７０は、後記ストッパー６７の
回転を前記四方弁用スライダー５８に伝達するためのも
のであり、図２（Ｂ）に示すごとく、上面の中心部に後
記ストッパー６７の歯車部分が嵌め込まれる歯溝７１が
設けられ、下面の開口には前記スライダー５８の係合部
６０ａに対応する係合部７２が設けられ、該係合部７２
が前記スライダー５８の係合部６０ａに嵌め込まれるよ
うになっている。なお、前記ジョイントの歯溝７１に
は、後記ストッパー６７の歯車部分を圧入等により固着
されるものであるが、両者を一体成形することもでき
る。

【００３０】歯車状のストッパー６７は、外形が歯車状
（多角形）に形成されており、図２（Ａ）に示すごと
く、中心部に軸挿入孔６８が設けられ、上面部には中心
から離れてストッパーピン６９が立植して設けられてい
る。そして、この歯車状のストッパー６７の軸挿入孔６
８が弁軸６２に回動自在に嵌め込まれるようになってい
る。

【００３１】遅延伝達機構７３は、膨張弁の弁口５４の
開度を制御する弁軸６２の回転に対して四方弁用スライ
ダー５８を遅延作動させるためのものであり、該遅延伝
達機構７３は、前記弁軸６２に回動自在に嵌着するため
の円筒部７４とこの円筒部から外方に向けて放射状に設
けた係合片７５とからなっている。つまり、モーター軸
である弁軸１０に固着されたホルダーストッパー６３の
突片６３ａにより弁軸に遊嵌された遅延伝達機構７３が
１回転した後に係合片７５がストッパーピン６９に当接
して回転を伝達するようになっている。

【００３２】弁軸６２は、電動モーターＭの回転を針状
弁に伝達するためのものであり、該弁軸６２の上方部分
には、一端部を下方に折り曲げて係合片６３ａとするホ
ルダーストッパー６３が固着されている。また、前記弁
軸６２の下方部分には、前記めねじ部材５６と螺合させ
るおねじ６４およびその下端に針状弁６５が設けられ、
該針状弁６５が弁座５７に離接するようになっている。
図中、６６は弁軸に嵌着されたパッキンであり、弁軸６
２が前記ガイド部内面の孔５５と気密的に回動できるよ
うになっている。

【００３３】電動モーターＭ部は、前記弁軸６２を回転
させるためのものであり、該電動モーターＭ部は、弁ケ
ース７６の円筒部７６ａ内側に弁軸６２（モーター軸）
と一体化した回転子１０が設けられ、外側には固定子コ
イル９が設けられている。また、前記弁ケース７６は、
とっくり状に形成されていて、その上端部は電動モータ
ーＭ部に固着され、下端部は弁シート５１に溶接等によ
り気密に固着されている。

【００３４】図５に示す減速機構Ｃは、電動モーターＭ
のモータ軸の回転トルクを増すためのものであり、必ず
しも設けなくてもよい。

【００３５】次に、本発明の制御弁の作動を図１に基づ
いて説明する。電動弁の閉弁時について説明すると、ま
ず弁軸６２に固着されたホルダーストッパー６３を右方
向に１回転すると、ホルダーストッパー６３の突片６３
ａと遅延伝達機構７３の係合片７５が当接してこの遅延
伝達機構７３を１回転させる。更に弁軸６２が１回転す
ると、前記係合片７５とストッパーのストッパーピン６
９とが当接してストッパー６７並びにジョイント７０を
介して一体的に接続された四方弁スライダー５８を回動
させるようになっている。

【００３６】

【他の実施の形態】他の実施例を図３〜図４基づき詳細
に説明する。本発明の制御弁においては、図１の実施例
に示した制御弁の膨張機能を果たす電動弁、冷媒の流路
を切り換える四方弁の機能に、さらに、バイパス弁機能
を付加したものであり、以下に相違する部品について説
明する。

【００３７】金属製円盤状の弁シート７７は、図３およ
び図４（Ｅ）に示すように、電動弁としての機能を持た
せるために、ガイド部５２中心の孔５５と、膨張弁の弁
座５７と、筒状のめねじ部材５６（図４（Ｅ）では省
略）と、連通孔５３と、流入出パイプ７、８のほか、四
方弁としての機能を持たせるために、同心上に４つの開
口（１４、１５、１６、１７）と、導入管１４ａ、導出
管１７ａ、連通管１６ａ、１５ａと、ストッパー１８と
が設けられているが、これらの部品の機能は図１に示し
た実施例と全く同じである。この実施例に示す金属製円
盤状の弁シート７７では、新たに前記四方弁の４つの開
口と同心円上にバイパス弁用のバイパス孔７８が設けら
れ、該バイパス孔７８は前記の連通孔５３と連通するよ
うになっている。

【００３８】四方弁用スライダー７９は、円筒状のガイ
ド部５２をガイドとして弁シート７７の上面を摺動回転
させ冷媒の流路を切り換えるためのものであり、該四方
弁スライダー７９は、図４（Ｄ）に示すごとく、孔８０
を軸心として扇状に形成されており、該孔８０の周りに
は２つの扇状の切欠き８１が対向して設けられ、残る壁
面を係合部８１ａとすると共に下面には前記４つの開口
の２つを気密的に連通させる気密連通孔２４が設けられ
ている。なお、前記の２つの切欠きの係合部８１ａは、
後述するバイパス弁８２の回動に対して遅延して作動さ
せるためのものである。

【００３９】バイパス弁用スライダー８２は、前記弁シ
ート７７に摺接し前記の弁シート７７のバイパス孔７８
を開閉させるためのものであり、該バイパス弁用スライ
ダー８２は、図４（Ｃ）に示すように、円板８４の中心
に孔８３が設けられると共にその側面に対向する２つの
すり割りを形成して係合部８４ａとすると共に下面開口
には前記四方弁用スライダー７９の扇状の切欠き８１に
対応する位置にこの切欠き幅よりも小さい係合突部８５
が設けられ、この係合突部８５と前記の切欠き８１とに
より、バイパス弁用スライダー８２の回動に対して四方
弁用スライダー７９の回転が遅延して作動するようにな
っている。また、バイパス弁用スライダー８２は、前記
円板８４の下方側部より外側に腕８６を突出して設けて
あり、この腕８６の下端部に前記弁シート７７上を摺接
しバイパス孔７８を開閉させる弁部８７が設けられてい
る。

【００４０】また、この実施例では、係合片６３ａを有
するホルダーストッパー６３とおねじ６４と針状弁６５
とを備えた弁軸６２については、図１に示したものと同
じである。また、図４（Ａ）に示す軸挿入孔６８とスト
ッパーピン６９が設けられた歯車状のストッパー６７
は、図２（Ａ）のものと同じである。また、図４（Ｂ）
に示す歯溝７１と係合部７２が設けられたジョイント７
０は、図２（Ｂ）のものと同じである。また、図３に示
す電動モーターＭ部、弁ケース７６についても図１に示
す実施例のものとおなじである。

【００４１】次に、図３に示した実施例における作動に
ついて説明する。この実施例の四方弁の機能としては、
膨張弁としての電動弁の全閉あるいは全開の直前に遅延
伝達機構７３が作動するのは図１に示した実施例とおな
じであるが、新たに追加したバイパス弁としての機能と
して、バイパス弁用スライダー８２の回転に対して四方
弁用スライダー７９の回転が遅延して作動するようにな
っている。

【００４２】ここで、電動弁の閉弁時について説明する
と、まず弁軸６２が右方向に１回転すると、ホルダース
トッパー６３先端部の突片６３ａと遅延伝達機構７３の
係合片７５が当接してこの遅延伝達機構７３を１回転さ
せる。この遅延伝達機構７３が更に１回転すると、その
係合片７５とストッパー６７のストッパーピン６９とが
当接してストッパー６７と一体化されたジョイント７０
を介してバイパス弁８２用スライダーを回動させるよう
になっている。

【００４３】また、前記バイパス弁用スライダー８２
は、少し（約６０度）空転すると、裏面開口部に形成さ
れた係合突部８５が四方弁用スライダー７９の係合部８
１ａと当接して四方弁スライダー７９を回動させるよう
になっている。つまり、前記のバイパス弁用スライダー
８２の空転分（約６０度）だけ遅れて四方弁用スライダ
ー７９が回転するようになっている。

【００４４】図８は、制御弁（本発明も従来品も同じ）
の各運転モード切換のタイミングを示すグラフチャート
図であり、（Ａ）は回転子の回転位置と四方弁の弁***
置の関係を示し、実線は暖房運転の範囲を表わし、点線
は冷房運転の範囲を示している。また、（Ｂ）は膨張弁
としての弁開度（絞り度合い）を示すものである。暖房
運転から冷房運転への切り換えのタイミングはＡ図で示
すように、（ハ）〜（ニ）の間で行なわれ、冷房運転か
ら暖房運転に切り換わる際には、（ロ）〜（イ）間で行
なわれるようになっている。また、暖房若しくは冷房運
転中での絞り制御は、Ｂ図の（ロ）〜（ハ）間で行なわ
れるようになっている。

【００４５】次に、図１に示す制御弁における四方弁Ｂ
部の弁シート５１と四方弁スライダー５８の作動につい
て図６を参照しながら説明する。まず最初に、暖房運転
では、この図の（Ａ）に示す如く、導入孔１４と通孔１
６が開放状態で、通孔１５と導出孔１７が気密連通孔２
４により連通された状態にある。この状態から回転子が
前述の遅延伝達機構によって左方向に数回転し全開の直
前で四方弁用スライダー５８が弁シート上を摺動回転し
て（Ｂ）で示す如く、導入孔１４と通孔１５が開放状態
で、気密連通孔２４により通孔１６と導出孔１７が連通
された状態となって冷房運転へ切り換えられる。なお、
冷房運転における膨張弁の絞りをおこなうためにスライ
ダー５８を作動させない範囲で回転子を逆方向に回転さ
せるのはいうまでもない。従って、図１に示した制御弁
では、電動弁の回転子１０の回転位置を可変させること
により電動弁の弁口５４の絞り機能、四方弁Ｂ部の四方
弁スライダー５８の冷暖房切換機能を制御することがで
きる。

【００４６】図９は、バイパス弁付の本発明に係る制御
弁の各運転モード切換のタイミングを示すグラフチャー
ト図であり、（Ａ）は膨張弁としての機能を果たす弁口
部の絞り状態を示し、暖房運転時または冷房運転時には
（ロ）〜（ホ）間で弁口部の開度（絞り）が制御され
る。また、（Ｂ）は冷・暖運転の切り換えタイミングを
示し、暖房から冷房への切りかえは（ホ）〜（ヘ）の間
で、また冷房から暖房への切り換えは（ロ）〜（イ）間
で四方弁スライダーが作動するようになっている。ま
た、（Ｃ）は暖房運転から除霜運転に切り換えるタイミ
ングを示すものであり、暖房運転と除霜運転の切り換え
は回転子の位置が（ホ）→（ロ）→（イ）→（ニ）→
（ホ）の間で制御されるもので、四方弁Ｂ部を切り換え
ないままバイパス弁のバイパス孔７８が開弁できるよう
になっている。つまり、前記回転子が（ロ）→（イ）の
位置に戻った時にはバイパス弁が開き除霜運転が行われ
る。再び、除霜運転から暖房運転に切り換える場合は、
除霜運転中の回転子の位置（イ）〜（ニ）の位置より
（ホ）の位置に移動させることにより、四方弁Ｂ部を切
り換えないままバイパス弁を閉じて暖房運転に移る。

【００４７】従って、本実施例の制御弁では、電動弁Ａ
部の回転子１０の回転位置を可変させることにより電動
弁Ａ部の弁口５４の絞り機能、四方弁Ｂ部の四方弁スラ
イダー５８７９の冷暖房切換機能に加え、従来バイパス
機能では二方弁Ｉを必要としていたがこれをもちいるこ
となくその機能を果すことができる。また、回転子１０
の総ステップ数や遅延連結部の遅延角度の値は、従来技
術や本発明での説明したものに限定されず、使用用途や
コスト等を加味して自由に設計できるものである。

【００４８】次に、図３に示す制御弁における四方弁Ｂ
部の弁シート５１と四方弁スライダー７９およびバイパ
ス弁用スライダー８２の作動について図７を参照しなが
ら説明する。まず最初に、暖房運転では、この図の
（Ａ）に示す如く、導入孔１４と通孔１６が開放状態
で、通孔１５と導出孔１７が気密連通孔２４により連通
された状態にあり且つバイパス弁のバイパス孔７８は前
記バイパス弁用スライダー８２の弁部８７によって閉弁
状態にある。

【００４９】この暖房運転から冷房運転に切り換わる際
には、バイパス弁用スライダー８２左方向に回転しその
係合突部８５によって四方弁用スライダー７９を回転さ
せ（Ｂ）の状態に移動する。この状態では、導入孔１４
と通孔１５が開放状態で、気密連通孔２４により通孔１
６と導出孔１７が連通された状態に四方弁部を切り換
え、弁シート７７のバイパス孔７８を開弁状態にすると
共にこの状態から回転子を右方向に回転させ（Ｄ）に示
す如くバイパス弁のバイパス孔７８を閉弁状態すること
によって冷房運転に切り換えられる。再び冷房運転から
暖房運転に切り換える場合は、回転子を右方向に回転さ
せ、バイパス弁用スライダー８２を介して四方弁用スラ
イダー７９を回転させて（Ｃ）の状態とし、この状態か
ら回転しを左方向に回転させて（Ａ）の状態に戻せばよ
い。

【００５０】次に、暖房運転から除霜運転に切り換える
場合は、前述の図９に示す如く、回転子の位置が（ホ）
→（ロ）→（イ）→（ニ）→（ホ）の間でバイパス弁の
開閉の制御（四方弁Ｂ部を切り換えないまま）が行われ
るものであり、図７の暖房運転の状態（Ａ）からバイパ
ス弁用スライダー８２が少し右方向へ回転し除霜運転の
状態（Ｃ）に移る。このバイパス孔７８の開弁によりバ
イパス回路Ｊが開き、圧縮機Ｃの吐出口から出た冷媒
は、図１４の波線で示す如く導入管１４ａ→（導入口１
４）→（バイパス孔７８）→（連通孔５３）→（流入出
パイプ８）を経て、室外側熱交換器Ｅを通り、連通管１
５ａ→（通孔１５）→（気密連通孔２４）→（導出孔１
７）→導出管１７ａを経て圧縮機Ｃに戻る。

【００５１】従って、本実施例においては、除霜運転中
は、バイパス弁のバイパス孔７８を開弁状態に維持する
のに固定子コイル９に通電する必要がないため省エネル
ギーとなるは従来の制御弁と比較すれば明白である。ま
た、従来のバイパス回路の配管が不要となる。なお、前
記の括弧書きした（導入口１４）、（バイパス孔７
８）、（連通孔７８）等については図４と図７を参照し
ている。

【００５２】再び、除霜運転から暖房運転に切り換える
時は、図７（Ｃ）のバイパス弁用スライダー８２を
（Ａ）の状態に戻るように左方向に回転させてバイパス
弁のバイパス孔７８を閉弁状態に戻せばよい。

【００５３】上述の実施例における制御弁は図９で示す
如く、電動弁Ａ部の回転子１０の回転位置を可変させる
ことにより電動弁Ａ部の弁口５４の絞り機能、四方弁Ｂ
部の四方弁スライダー７９の冷暖房切換機能の制御に加
え、バイパス弁機能を付加したものであるから、従来の
二方弁Ｉを含むバイパス回路Ｈを全く必要としないもの
である。なお、第１の実施例と同様に回転子１０の総ス
テップ数や遅延連結部の遅延角度の値は、従来技術や本
発明での説明したものに限定されず、使用用途やコスト
等を加味して自由に設計できるものである。

【００５４】

【発明の効果】本発明に係る制御弁は、従来では離れた
位置に設けられていた膨張弁の機能を果たす電動弁Ａ部
と、冷房時と暖房時の冷媒の流路を切り換える機能を果
たす四方弁Ｂ部の部品を一箇所にまとめてあるため、固
定子コイルの取外しができる。また、四方弁Ｂ部に冷凍
サイクルのバイパス回路Ｊを備えるものであるから従来
の二方電磁弁を含むバイパス回路Ｈを全く必要としない
ものである。

【００６０】従って、本発明には次に示す効果がある。本発明の制御弁は、生産工程或は製品組立工程等で不
具合が生じた場合、固定子コイル単品の交換ができるか
ら部品全体を破棄しなくてよいためムダがない、また冷
媒の配管が同じ方向に向いているため、室外機の狭い配
管スペースでも部品の取付作業が容易に行える。従来のバイパス回路Ｈを全く必要ととないので、その
部品コスト、取り付けコストが不要となるだけでなく、
電磁二方弁がないため省エネルギーが図れる。従来の制御弁では、制御弁用と二方弁用の２つのコン
トローラ（マイコン）が必要であったが１つでよいた
め、部品コストが低減でき、さらに取り付け作業が簡単
になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の制御弁の一実施例を示す縦断面図。

【図２】図１に示す四方弁スライダーの作動状態の説
明用分解斜視図。

【図３】本発明の制御弁の他の実施例を示す縦断面
図。

【図４】図２に示す四方弁スライダーの作動状態とバ
イパス弁の開閉状態の説明用分解斜視図。

【図５】本発明の電動モータ部の他の実施例を示すを
部分断面図。

【図６】本発明の四方弁スライダーの作動状態の説明
用平面図。

【図７】本発明の他の実施例のバイパス弁用スライダ
ーと四方弁スライダーの作動状態の説明用平面図。

【図８】本発明の各運転モード切換時のタイミングを
示すグラフチャート図であり、（Ａ）は回転子の回転数
に対する四方弁の弁***置を示し、（Ｂ）は弁***置と
弁口流量の関係を示すグラフである。

【図９】本発明の他の実施例による各運転モード切換
時のタイミングを示すグラフチャート図であり、（Ａ）
は回転子の回転数に対する弁口流量の関係をを示し、
（Ｂ）は冷・暖房時における四方弁の弁***置を示し、
（Ｃ）は暖房時におけるバイパス弁の開閉状態を示す。

【図１０】従来技術の二方弁の閉弁状態における縦断
面図。

【図１１】従来の制御弁における四方弁部の斜視図で
あり、（Ａ）は弁座の部分を示し、（Ｂ）はスライダー
の部分を示す。

【図１２】従来の制御弁の暖房時における弁座と弁体
の位置関係を示す断面図であり、（Ａ）は図１１のＡ−
Ａ断面を示し、（Ｂ）は図１３のＢ−Ｂ断面を示す。

【図１３】従来の制御弁における冷・暖切換時の遅延
連結手段の作動状態を説明するための平面図。

【図１４】冷凍サイクル図。

【符号の説明】

Ａ電動弁Ｂ四方弁Ｃ
圧縮機Ｄ伝達装置Ｅ室外側熱交換器Ｆ
室内側熱交換器Ｇ減速機構Ｉ二方弁Ｊ
バイパス回路Ｍ電動モーターＺ制御弁７、８流入出パイプ１０回転子１０
ａリブ状の突部１４導入孔１４ａ導入管１
５、１６通孔１５ａ、１６ａ通孔管１７導出孔１
７ａ導出管１８パイプ状のストッパー２
４気密連通孔５１弁シート５２ガイド部
５３、５４連通孔５５孔５６めねじ部材
５７弁口５８四方弁用スライダー５９扇状体下半部
６０円板状上半部６０ａ係合部６１孔
６２弁軸６３ホルダーストッパー６３ａ係合片（突片）
６４おねじ６５針状弁６６パッキン６７歯車状のストッパー６８軸挿入孔
６９ストッパーピン７０ジョイント７１歯溝
７２係合部７３遅延伝達機構７４７５係合片
７６弁ケース７６ａ円筒部７７弁シート
７８バイパス孔７９四方弁用スライダー８０孔
８１扇状の切欠き８１ａ係合部８２バイパス弁用スライ
ダー８３孔８４円板８４ａ係合部８４
８５係合突部８６腕８７弁部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定子コイルへの通電によってロータを回
転させることにより、弁軸を進退させて弁口を開閉させ
る電動弁の該ボディを弁シートと四方弁スライダーとか
らなる四方弁の弁シートと一体的にして電動弁と四方弁
とを一箇所にて作動させるようになし、電動弁の固定子
コイルをケースから自由に着脱可能とした制御弁。
【請求項２】金属製円盤状の弁シート５１の上面の中心
部に円筒状のガイド部５２を形成すると共にその中心の
孔５５を弁シートの内部まで延長して設け、この弁シー
トの側部には孔５５に通じる連通孔５３を設けると共に
弁シートの下面には孔５５に通じる連通口５４を設け、
弁シートの前記ガイド部５２外周には孔５５と同心円上
に四方弁としての導入管・導出管および２つの連通管に
通じる４つの開口１４、１７、１５、１６を設け、前記
孔５５の内部中間には筒状のめねじ部材５６を設け、円板状上半部６０の中心に孔６１を設けると共にその側
面に対向する２つのすり割りを形成して係合部６０ａと
し、その下面に扇状体下半部５９を形成しその下面に前
記４つの開口の隣接する２つを気密的に連通させる気密
連通孔２４を設けた四方弁用スライダー５８の該孔６１
をガイド部５２に回転可能に装着し、ジョイント７０の中心部に歯溝７１を設けると共に下面
には前記スライダー５８の係合部６０ａに対応する係合
部７２を設け、該係合部７２を前記スライダー５８の係
合部６０ａに嵌着し、歯車状のストッパー６７の中心部には軸挿入孔６８を設
けると共に中心から離れてストッパーピン６９を立植し
て設け、該歯車状のストッパー６７を前記ジョイントの
歯溝７１に嵌着し、遅延伝達機構７３には、弁軸６２に回動自在に嵌着する
ための円筒部７４とこの円筒部から外方に向けて放射状
に設けた係合片７５を設け、回転子１０と一体的に設けられる弁軸６２の上方部分に
は、一端部を下方に折り曲げて係合片６３ａとするホル
ダーストッパー６３を固着すると共に弁軸６２の下方に
は、前記めねじ部材５６のめねじと螺合させるおねじ６
４およびその下端に針状弁６５を設け、該弁軸６２の中
間部分には前記ガイド部内面の孔５５と気密的に回転さ
せるパッキン６６を設け、弁ケース７６の円筒部７６ａ内側には弁軸６２（モータ
ー軸）と一体化した回転子１０を設けると共に外側には
固定子コイル９を設け、さらに弁ケースの下端部を前記
弁シート５１と気密的に固定して電動モーターＭ部を設
け、前記電動モーターＭの回転子１０の回転力を利用し、モ
ーター軸である弁軸６２に固着されたホルダーストッパ
ー６３の突片６３ａにより弁軸に遊嵌された遅延伝達機
構７３が１回転した後に係合片７５をストッパーピン６
９に当接させ、ストッパ６７およびこれに嵌着されたジ
ョイント７０を介して四方弁用スライダー５８回動さ
せ、膨張弁としての弁口５７の開度調整と四方弁として
のスライダー５８の回転による流路切換えとを連動して
行なう様にしたことを特徴とする制御弁。
【請求項３】金属製円盤状の弁シート７７の上面の中心
部に円筒状のガイド部５２を形成すると共にその中心の
孔５５を弁シートの内部まで延長して設け、この弁シー
トの側部には孔５５に通じる連通孔５３を設けると共に
弁シートの下面には孔５５に通じる連通口５４を設け、
弁シートの前記ガイド部５２外周には孔５５と同心円上
に四方弁としての導入管・導出管および２つの連通管に
通じる４つの開口１４、１７、１５、１６と前記連通孔
５３につながるバイパス弁用のバイパス孔７８を設け、
前記孔５５の内部中間には筒状のめねじ部材５６を設
け、孔８０を軸心として扇状に形成された四方弁用スライダ
ー７９には、該孔８０の周りに２つの扇状の切欠き８１
を対向して設け、残る壁面を係合部８１ａとすると共に
下面には前記４つの開口の２つを気密的に連通させる気
密連通孔２４を設け、前記四方弁用スライダーの孔８０
を弁シートのガイド部５２に回転可能に装着し、円板８４の中心に孔８３を設けると共にその側面に対向
する２つのすり割りを形成して係合部８４ａとし、その
下面開口には前記四方弁用スライダー７９の扇状の切欠
き８１に対応する位置にこの切欠き幅よりも小さい係合
突部８５を設けたバイパス弁用スライダー８２には、前
記円板８４の下方側部より外側に腕８６を突出させて前
記弁シート７７上を摺接しバイパス孔７８を開閉させる
弁部８７を設け、前記バイパス弁用スライダー８２の係
合突部８５を四方弁スライダーの切り欠き８１に嵌め込
み、ジョイント７０の中心部に歯溝７１を設けると共に下面
には前記バイパス弁用スライダー８２の係合部８４ａに
対応する係合部７２を設け、該係合部７２を前記スライ
ダー８２の係合部８４ａに嵌着し、歯車状のストッパー６７の中心部には軸挿入孔６８を設
けると共に中心から離れてストッパーピン６９を立植し
て設け、該歯車状のストッパー６７を前記ジョイントの
歯溝７１に嵌着し、遅延伝達機構７３には、弁軸６２に回動自在に嵌着する
ための円筒部７４とこの円筒部から外方に向けて放射状
に設けた係合片７５を設け、回転子１０と一体的に設けられる弁軸６２の上方部分に
は、一端部を下方に折り曲げて係合片６３ａとするホル
ダーストッパー６３を固着すると共に弁軸６２の下方に
は、前記めねじ部材５６のめねじと螺合させるおねじ６
４およびその下端に針状弁６５を設け、該弁軸６２の中
間部分には前記ガイド部内面の孔５５と気密的に回転さ
せるパッキン６６を設け、弁ケース７６の円筒部７６ａ内側には弁軸６２（モータ
ー軸）と一体化した回転子１０を設けると共に外側には
固定子コイル９を設け、さらに弁ケースの下端部を前記
弁シート７７と気密的に固定して電動モーターＭ部を設
け、前記電動モーターＭの回転子１０の回転力を利用し、モ
ーター軸である弁軸６２に固着されたホルダーストッパ
ー６３の突片６３ａにより弁軸に遊嵌された遅延伝達機
構７３が１回転した後に係合片７５をストッパーピン６
９に当接させ、ストッパ６７およびこれに嵌合されたジ
ョイント７０を介して始めにバイパス弁用スライダー８
２を回動させ、次いでこの係合突部８５と前記四方弁用
スライダー７９の係合部８１ａとを当接させるのに際し
てバイパス弁用スライダー８２より遅延させて四方弁用
スライダー７９を回動させ、膨張弁としての弁口５４の
開度調整とバイパス弁としてのバイパス孔７８の開閉お
よび四方弁としてのスライダー７９の回転による流路切
換えとを連動して行なう様にしたことを特徴とする制御
弁。
【請求項４】電動モーターＭ部の軸は、減速機構Ｇを介
して弁軸１０の上端部に連結されることを特徴とする請
求項２および請求項３に記載の制御弁。