JP2002195694A

JP2002195694A - 四方切換弁

Info

Publication number: JP2002195694A
Application number: JP2000390410A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Sasada; 英一笹田; Masaki Nakajima; 昌樹中島; Naoya Kurosawa; 直也黒澤; Tetsuya Aoki; 哲也青木
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】冷媒流路の切換え動作の容易性及び敏捷性の
向上を図るとともに、切換弁の信頼性の向上を図ること
ができ、かつ、モータ部の小型化が可能な四方切換弁を
提供する。【解決手段】ステッピングモータ部１０と、主弁７０
Ｃが配置された弁室と、弁室を形成する弁座８０とから
なり、弁座８０は、圧縮機の吸入圧力側に連通する吸入
圧力導通孔と、圧縮機の吐出圧力側に連通する吐出圧力
導通孔８３と、室内及び室外の熱交換器にそれぞれ連通
する導通孔とを備え、主弁７０Ｃは吸入圧力導通孔及び
各導通孔と連通する連通部を備えると共に、圧力の移動
を図る逃がし弁である副弁５２Ｃを備え、ステッピング
モータは、遊星歯車駆動装置２００を介して遊星歯車２
２０に取付けられる副弁５２Ｃと内歯歯車２５０に取付
けられる主弁７０Ｃを駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、四方切換弁に係
り、特に、主弁に吐出圧力の逃がし弁を副弁として備え
た四方切換弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ルームエアコン等に用いられる
空気調和機は、冷媒の流れる方向を切換えて、冷房運転
又は暖房運転を季節に応じて行うことができ、上記冷媒
の流れ方向の切換えは、切換弁によって行われている。
図１５は、上記切換弁を用いた空気調和機の冷暖房サイ
クルの一例を示したものであり、該サイクルは、圧縮機
Ｃと、切換弁ＳＶと、熱交換器Ｅと、電子リニア制御弁
Ｔとが接続され、冷房運転時の冷媒は、実線矢印で示す
ように、圧縮機Ｃ、切換弁ＳＶ、室外熱交換器Ｅ1、電
子リニア制御弁Ｔ、室内熱交換器Ｅ2の順に流れ、切換
弁ＳＶを経て、再び圧縮機Ｃに戻って循環する。一方、
暖房運転時の冷媒は、一点鎖線矢印で示すように、圧縮
機Ｃ、切換弁ＳＶ、室内熱交換器Ｅ2、電子リニア制御
弁Ｔ、室外熱交換器Ｅ1の順に流れ、切換弁ＳＶを経
て、再び圧縮機Ｃに戻って循環するものである。

【０００３】ここで、前記切換弁の一例として、四方切
換弁の技術が提案されている（例えば、実用新案登録第
２５２３０３１号公報参照）。該提案の技術は、弁本体
の上部に配設された電磁石と、該弁本体の下端に取付け
られた弁座と、前記弁本体内に回動可能に配設された弁
体とからなり、前記弁座は、上記圧縮機の高圧側の吐出
圧力を導入する吐出圧力導通孔及び低圧側の吸入圧力を
導入する吸入圧力導通孔、並びに上記熱交換器に連通さ
れる室外熱交換器用導通孔及び室内熱交換器用導通孔と
をそれぞれ所要の角度間隔で設け、上記弁体は、プラス
チックマグネットで形成され、前記吐出圧力導通孔と前
記二つの導通孔のうちいずれかと交互に連通させ得るガ
イド孔が穿設されるとともに、上記吸入圧力導通孔と上
記二つの導通孔のうちいずれかと交互に連通させ得る連
結溝が形成され、上記吐出圧力導通孔には、先端を上記
ガイド孔の端部に突出させた導入管が取付けられ、該導
入管の突出部を上記ガイド孔の端部に当接させて前記弁
体の回動を制限するストッパとしたものである。

【０００４】また、上記と同様な四方切換弁の他の一例
としては、吐出圧力導通孔及び吸入圧力導通孔と、室外
交換器用導通孔及び室内交換器用導通孔とを弁座に設け
て該導通孔を切換える摺動自在の主弁と、該主弁によっ
て前記導通孔のすべてを覆って弁本体内を区画した弁室
と、上記吸入圧力導通孔を電磁力により開閉する補助弁
と、該補助弁と上記主弁とを連結するばねとを備え、上
記吐出圧力導通孔の径が前記吸入圧力導通孔の径よりも
小径である四方切換弁の技術が提案されている（例え
ば、特公平１−３２３８９号公報参照）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の
技術のうち、実用新案登録第２５２３０３１号公報記載
の四方切換弁の技術は、上記弁本体内において上記吐出
圧力導通孔及び上記導通孔、上記吸入圧力導通孔及び上
記導通孔における相互間の冷媒流路の切換えを上記主弁
の内側と外側とで行っているが、上記主弁の内側では低
圧の上記吸入圧力が生じ、上記主弁の外側では高圧の上
記吐出圧力が生じているので、該主弁を挟んで圧力差が
あることから切換え動作が重くなる傾向があり、上記四
方切換弁は、冷媒流路の切換え動作の容易性・敏捷性に
ついては特に考慮がなされていないものである。

【０００６】また、上記従来の技術のうち、特公平１−
３２３８９号公報記載の四方切換弁の技術は、上記弁本
体の圧力差をなくした後に上記主弁による冷媒通路の切
換え動作が行われるものであるが、弾性部材の伸縮によ
り主弁の回動を行っているので、四方切換弁の信頼性、
及び冷媒流路の切換え動作の敏捷性については格別の配
慮がなされていない。

【０００７】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、冷媒流路の切換え
動作の容易性及び敏捷性の向上を図ると共に、モータ部
の小型化が可能であり、さらに、切換え弁の信頼性の向
上を図ることができる四方切換弁を提供することであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の四方切換弁は、
ステッピングモータと、主弁が配置された弁室と、上記
弁室を形成する弁座を有し、上記弁座は、圧縮機の吸入
圧力側に連通する吸入圧力導通孔と、上記圧縮機の吐出
圧力側に連通する吐出圧力導通孔と、室内及び室外の熱
交換器にそれぞれ連通する導通孔とを備え、上記主弁
は、上記吸入圧力導通孔及び上記導通孔と連通する連通
部を備えると共に、上記連通部と上記弁室との圧力の移
動を図る副弁を備え、上記副弁は、上記主弁に具備され
ると共に、圧力の移動を図る逃がし弁であって、上記ス
テッピングモータは、遊星歯車駆動装置を介して副弁と
主弁を回転駆動する手段を備えることを特徴とする。

【０００９】そして、上記遊星歯車駆動装置は、ステッ
ピングモータの駆動軸に取り付けられる太陽歯車と、副
弁に取り付けられる遊星歯車と、主弁に取付けられる内
歯歯車を備えることを特徴とする。また、上記内歯歯車
は、遊星歯車が所定角度回動する空間を有し、この空間
の両端部に遊星歯車の回動を規制する係止部を備えるこ
とを特徴とする。また、上記係止部は、上記遊星歯車の
回転力を主弁に伝達することを特徴とする。

【００１０】さらに、上記内歯歯車は、円弧状の部材で
あること又は、リング状の部材であることを特徴とす
る。また、上記遊星歯車は、１個の歯車であること又
は、３個の歯車であることを特徴とする。さらにまた、
上記遊星歯車は、キャリヤに支持されると共に、上記キ
ャリヤの回転力を上記主弁に伝達することを特徴とす
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の四方切
換弁の実施形態について説明する。図１乃至図５は、本
発明の四方切換弁の第一の実施形態を示すもので、図１
はその外観を示す斜視図、図２はその分解斜視図、図３
（ａ）はその縦断面図である。

【００１２】図示の実施形態の四方切換弁１００は、ス
テッピングモータを備えたモータ部１０と、主弁７０を
備えた本体部５０とからなり、本実施形態の四方切換弁
１００は、ステッピングモータによって主弁７０を回動
して、冷媒の流路の切替を行うようにしている。

【００１３】上記モータ部１０は、ステータ部２０と、
ロータ部４０とから構成され、上記ステータ部２０は、
上下に格納されたステータコイル２１及びヨーク２２を
備え、ステータコイル２１にはリード線が束ねられたケ
ーブル２３及びステータ部２０の外周に設けられたコネ
クタ２４が接続している。本実施形態において、キャン
５１は、２段の円筒状に形成されたステンレス製のもの
であり、上段の細径円筒部には上記ステータ部２０が外
嵌されている。

【００１４】上記ロータ部４０は、上記キャン５１の細
径部の内部に内蔵されており、ロータ４１と、該ロータ
４１の中心に固定された回転軸４２と、ロータ部４０を
下方向に付勢する押しばね４４とからなり、ケーブル２
３及びコネクタ２４を通じてステータコイル２１を通電
励磁させることにより、ロータ部４０を回転させ、その
回転軸４２に係合された主弁７０を回動することによ
り、後に詳述するように、冷媒の流れの切換えを図って
いる。

【００１５】上記本体部５０は、プレート６０と、主弁
７０と、弁座８０と、導管群９０とから構成される。上
記プレート６０は略半円形の板であり、上記回転軸４２
の下方部分４３に圧入等により一体的に固定される固定
孔６１と、該固定孔６１から回転軸４２の半径方向に延
伸する面部材６２とからなる。該面部材６２は、その該
周端部に、上記回転軸４２の長手方向であって主弁７０
に向けて延伸する係止手段としての爪６３を備えると共
に、その円弧部分の略外周端部近傍には主弁７０に向け
て凹状をなす逃がし弁係合部６４を形成する。

【００１６】上記主弁７０は、上記キャン５１の下段の
太径内部に収容され、上記回転軸４２の下方部分４３に
係合される略円形の柱状体、及び該柱状体の外周側に連
続しておりかつ下側に開口を有する略楕円形の筒状体と
からなる形状をなしており、例えば、ナイロン樹脂で成
形される。上記柱状体部分の上面側には、上記回転軸４
２の下方部分４３の端部に係合される軸受７１が形成さ
れ、下面側には、該軸受７１と同心であって弁座８０の
シャフト８１に係合される軸受７２が形成されている。
そして、上記キャン５１の太径部の内側部分であって、
上記主弁７０の外側部分が、弁室７３を形成している。

【００１７】また、上記弁室７０の上記略楕円形の筒状
態の内側部分は、弁座８０の吸入圧力導通孔８２と、上
記室外熱交換器用導通孔８４又は室内熱交換器用導通孔
８５のいずれか一方と連通する連通部７４と、該連通部
７４の上部に備える逃がし弁室７５と、該逃がし弁座７
６を介して上記逃がし弁室７５と主弁７０の外側の弁室
７３とを連通する連通孔７７とを備えており、上記逃が
し弁座７６と該逃がし弁室７５に組み込まれたばね受７
８との間には、逃がし弁体支持ばね７９が逃がし弁５２
の弁体５３を閉じる方向に付勢して設けられている。該
逃がし弁５２は、弁体５３と作動棒５４とからなり、該
作動棒５４の上端が上記プレート６０の逃がし弁軸係合
部６４に当接している。

【００１８】上記弁座８０は、上記主弁７０の下端と接
するとともに、上記キャン５１の太径部の下端と係合し
ている略円形のステンレス製の板であり、図３（ｂ）
(ｃ)に示すように、その中央部には、上記軸受７２と同
心のシャフト８１と、該シャフト８１の軸心から半径方
向所定位置に、圧縮機の吸入圧力を導入する吸入圧力導
通孔８２及び吐出圧力を導入する吐出圧力導通孔８３、
並びに室内及び室外の熱交換器に連通される室外熱交換
器用導通孔８４及び室内熱交換器用導通孔８５と、上記
主弁７０の回動位置を規制する例えば略半月状のストッ
パ８６，８６とが設けられている。

【００１９】上記吸入圧力導通孔８２及び上記吐出圧力
導通孔８３は、上記シャフト８１の軸心を通る同一直線
上に設けられ、上記室外熱交換器用導通孔８４及び上記
室内熱交換器用導通孔８５は、上記シャフト８１の軸心
を通り上記吸入圧力導通孔８２と上記吐出圧力導通孔８
３とを有する直線に対して線対称をなす位置であって、
上記吐出圧力導通孔８３から所定角度位置にそれぞれ設
けられている。

【００２０】上記導管群９０は、上記吸入圧力導通孔８
２に接続される吸入圧力導通管９２と、上記吐出圧力導
通孔８３に接続される吐出圧力導通管９３と、上記室外
熱交換器用導通孔８４に接続される室外熱交換器用導通
管９４と、上記室内熱交換器用導通孔８５に接続される
室内交換器用導通管９５の計四本からなり、上記弁座８
０の下端側から上記各孔８２，８３，８４，８５とそれ
ぞれ接続される。

【００２１】次に、上記四方切換弁１００の作動につい
て説明する。図４の（ａ）乃至（ｄ）は、四方切換弁１
００の動作を示す断面図であり、図５の（ａ）乃至
（ｄ）は、四方切換弁１００の動作の縦断面図であり、
各図の（ａ）乃至（ｄ）がそれぞれ対応している。

【００２２】（ａ）は、冷房運転時のセット状態を示し
ており、吐出圧力導電管９３と室外熱交換器用導通管９
４とが主弁７０の外側、すなわち弁室７３で連通し、吸
入圧力導通管９２と室内熱交換器用導通管９５と画趣弁
７０の連通部７４内で連通している。この状態では、弁
室７３内の圧力と連通部７４内の圧力との間に大きな圧
力差があるため、主弁７０は吐出圧力によって弁座８０
に押え付けられていて容易に移動しない。そこで、この
状態から冷媒流路の切換えを行う場合に、本実施形態で
は逃がし弁５２を用いて弁室７３と連通部７４の各圧力
の均衡を図り、その後に主弁７０の回動動作を行ってい
る。

【００２３】まず、（ａ）の状態において、ステッピン
グモータへのパルス入力によりロータ４０を介して作動
されるプレート６０は、図４の時針方向（図５の左方
向）に回動し、該プレート６０の爪６３が主弁７０に当
接して、該主弁７０がストッパ８６と接するまで回動さ
せる。該プレート６０が回動すると、逃がし弁５２の作
動棒５４の上端とプレート６０の逃がし弁軸係合部６４
との係合が解かれ、作動棒５４はプレートの面部材６２
の下側と当接して、逃がし弁体５３を下方に移動させる
ので、逃がし弁５２が開き、弁室７３の圧力が連通部７
４内に導入されて弁室７３の圧力が低下し圧力の均衡が
図られる。

【００２４】（ｂ）の状態において、弁室７３と連通部
７４との圧力の均衡が図られると、プレート６０の回動
に伴なって、爪６３を介して主弁７０を弁座８０上に回
動・摺動させ、該主弁７０はストッパ８６と接するまで
回動する。この動作により、吸入圧力導通管９２と室内
熱交換器用導通管９５との連通が、該吸入圧力導通管９
２と室外熱交換器用導通管９４との連通に切換わる。

【００２５】（ｃ）の状態において、吸入圧力導通管９
２と室外熱交換器用導通管９４とが連通部７４内で連通
されると、ステッピングモータを反対の方向に作動さ
せ、プレート６０は、図４の反時針方向（図５の右方
向）に、逃がし弁５２の作動棒５４の上端がプレート６
０の逃がし弁軸係合部６４と係合するまで回動される。
この係合により、逃がし弁体５３を逃がし弁体支持ばね
７９の付勢力で上方に移動させて逃がし弁５２を閉じ、
暖房運転時のセット状態、すなわち、吐出圧力導通管９
３と室内熱交換器用導通管９５とが弁室７３で連通し、
吸入圧力導通管９２と室外熱交換器用導通管９４とが主
弁７０の連通部７４内で連通することになる。

【００２６】なお、（ｄ）の状態から（ａ）冷房運転時
のセット状態に切換える場合には、上記動作と反対の動
作を行うことになる。図６及び図７は、本発明の四方切
換弁の第二の実施形態を示すものであり、プレート及び
主弁の形状の点を除き、上記第一の実施形態と同一の構
成からなるものであることから、このプレート及び主弁
について詳細に説明する。

【００２７】図６に示すように、該四方切換弁１００Ａ
の上記プレート６０Ａは、回転軸４２の長手方向の断面
が略コ字状であり、上記回転軸４２の下方部分４３に圧
入等により一体的に固定される固定孔６１Ａと、該固定
孔６１Ａから回転軸４２の半径方向に延伸する面部材６
２Ａと、該面部材６２Ａの外周端部から上記回転軸４２
の長手方向であって、主弁７０Ａに向けて延伸する半円
柱６３Ａとを備える。さらに、該半円柱６３Ａの下端か
ら主弁７０Ａに向って延伸し、上記爪６３の役割を有す
る主弁当接部６５Ａとを備えており、該主弁当接部６５
Ａの円弧部分の略中央部近傍には、主弁７０Ａに向けて
凹状をなす逃がし弁軸係合部６４Ａが形成されている。

【００２８】上記主弁７０Ａは、上記キャン５１の太径
部内に収容され、上記回転軸４２の下方部分４３に係合
される略円形の柱状体、及び該柱状体の外周側に連続し
ておりその下側に開口を有する略楕円形の筒状態とから
なる形状をなしており、例えばナイロン樹脂で成形され
る。さらに、上記回転軸４２の下方部分４３に係合され
る軸受７１Ａと、該軸受７１Ａと同心であって弁座８０
のシャフト８１に係合される軸受７２Ａとを有してい
る。そして、上記キャン５１の太径部の内側部分であっ
て、上記主弁７０Ａの外側部分が、弁室７３を形成して
いる。

【００２９】また、上記主弁７０Ａの上記略楕円形の筒
状態の内側部分は、弁座８０の吸入圧力導通孔８２と、
上記室外熱交換器用導通孔８４又は室内熱交換器用導通
孔８５のいずれか一方と連通する連通部７４Ａと、該連
通部７４Ａの上部に備えられ連通部７４Ａと連通されて
いる上記主弁当接部６５Ａに向けて設けられた逃がし弁
室７５Ａと、逃がし弁座７６Ａを介して上記逃がし弁室
７５Ａと主弁７０Ａの外側とを連通する連通孔７７Ａと
からなり、上記逃がし弁座７６Ａと該逃がし弁室７５Ａ
に組み込まれたばね受７８Ａとの間には、逃がし弁体支
持ばね７９Ａが、逃がし弁５２Ａの弁体５３Ａを閉じる
方向に付勢して設けられている。該逃がし弁５２Ａは、
弁体５３Ａと作動棒５４Ａとからなり、該作動棒５４Ａ
の先端が上記プレート６０Ａの逃がし弁軸係合部６４Ａ
に当接している。なお、ばね受７８Ａは弁室７３との間
をシールしている。

【００３０】上記四方切換弁１００Ａの作動は、図７の
（ａ）乃至（ｄ）に示されており、（ａ）は冷房運転時
のセット状態、（ｄ）は暖房運転時のセット状態であ
る。まず、（ａ）の状態において、ロータ４０を介して
作動されるプレート６０Ａは、図７の時針方向に主弁当
接部６５Ａが主弁７０Ａと接し、該主弁７０Ａがストッ
パ８６と接するまで回動される。該プレート６０Ａが回
動すると、作動棒５４Ａの先端と逃がし弁軸係合部６４
Ａとの係合が解かれ、作動棒５４Ａは主弁当接部６５Ａ
と当接して、逃がし弁体５３Ａを左方に移動させるの
で、逃がし弁５２Ａが開き、弁室７３の圧力が連通部７
４Ａ内に導入されて圧力の均衡を図る。

【００３１】（ｂ）の状態において、弁室７３と連通部
７４Ａとの圧力の均衡が図られると、プレート６０Ａの
回動に伴って主弁当接部６５Ａを介して主弁７０Ａを弁
座８０条に回動・摺動させ、該主弁７０Ａはストッパ８
６と接するまで回動される。この動作により、吸入圧力
導通管９２と室内熱交換器用導通管９５との連通が、該
吸入圧力導通管９２と室外熱交換器用導通管９４との連
通に切換わる。

【００３２】（ｃ）の状態において、吸入圧力導通管９
２と室外熱交換器用導通管９４とが連通部７４Ａ内で連
通されると、ステッピングモータを反対の方向に作動さ
せ、プレート６０は、図７の反時針方向に逃がし弁５２
Ａの作動棒５４Ａの先端がプレート６０Ａの逃がし弁軸
係合部６４Ａと係合するまで回動される。この係合によ
り、逃がし弁体５３Ａを逃がし弁体支持ばね７９Ａの付
勢力で右方に移動させて逃がし弁５２Ａを閉じ、暖房運
転時のセット状態、すなわち、吐出圧力導通管９３と室
内熱交換器用導通管９５とが弁室７３で連通し、吸入圧
力導通管９２と室外熱交換器用導通管９４とが主弁７０
Ａの連通部７４Ａ内で連通することになる。

【００３３】図８及び図９は、本発明の四方切換弁の第
三の実施形態を示すものであり、プレート及び主弁の形
状の点を除き、上記第一の実施形態と同一の構成からな
るものであることから、このプレート及び主弁について
詳細に説明する。図８に示すように、該四方切換弁１０
０Ｂのプレート６０Ｂは、略Ｔ字状の板であり、上記回
転軸４２の下方部分４３に圧入等により一体的に固定さ
れる固定孔６１Ｂと、該固定孔６１Ｂから回転軸４２の
半径方向に延伸する面部材６２Ｂと、該面部材６２Ｂの
外周端部から上記回転軸４２の長手方向であって、主弁
７０Ｂに向けて延伸する例えば断面が略コ字状の逃がし
弁係合部６４Ｂとを備えるとともに、上記固定孔６１Ｂ
から面部材６２Ｂと所定の角度方向例えば直交方向であ
って、該面部材６２Ｂに対して線対称に延伸する第２の
面部材６６Ｂ，６６Ｂと、該第２の面部材６６Ｂ，６６
Ｂの外周端部から上記回転軸４２の長手方向であって、
主弁７０Ｂに向けて延伸する係止手段として機能する爪
６３Ｂ，６３Ｂとを備えている。

【００３４】上記主弁７０Ｂは、上記キャン５１の太径
部内に収容され、上記回転軸４２の下方部分４３に係合
される略円形の柱状体、及び該柱状体の外周側に連続し
ておりその下側に開口を有する略楕円形の筒状体からな
る形状をなしており、例えばナイロン樹脂で成形され、
上記回転軸４２の下方部分４３に係合される軸受７１Ｂ
と、該軸受７１Ｂと同心であって弁座８０のシャフト８
１に係合される軸受７２Ｂとを有する。そして、上記キ
ャン５１の太径部内であって、上記主弁７０Ｂの外側部
分が、弁室７３を形成している。

【００３５】また、上記主弁７０Ｂの上記略楕円形の筒
状体の部分は、弁座８０の吸入圧力導通孔８２と、上記
室外熱交換器用導通孔８４又は室内熱交換器用導通孔８
５のいずれか一方とを覆う連通部７４Ｂと、該連通部７
４Ｂの上部に備えられて逃がし弁座７６Ｂと連通する連
通孔７７Ｂと、逃がし弁座７６Ｂを有し、逃がし弁５２
Ｂが摺動するスライド溝７５Ｂとからなる。逃がし弁５
２Ｂは、弁体５３Ｂと係合部５４Ｂとからなり、外係合
部５４Ｂが、上記逃がし弁係合部６４Ｂに係合される。

【００３６】上記四方切換弁１００Ｂの作動は、図９の
（ａ）乃至（ｄ）に示されており、（ａ）は冷房運転時
のセット状態、（ｄ）は暖房運転時のセット状態であ
る。まず、（ａ）の状態において、ロータ４０を介して
作動されるプレート６０Ｂは、図８（ｂ）の時針方向
（図９の左方向）に爪６３Ｂが主弁７０Ｂと接し、該主
弁７０Ｂがストッパ８６と接するまで回動される。該プ
レート６０Ｂが回動すると、逃がし弁係合部６４Ｂが連
動し、逃がし弁体５３Ｂが逃がし弁座７６Ｂから離れて
左方に移動されるので、弁室７３と連通部７４Ｂとが連
通し、弁室７３の圧力が連通部７４Ｂ内に導入されて圧
力の均衡を図る。

【００３７】（ｂ）の状態において、弁室７３と連通部
７４Ｂとの圧力の均衡が図られると、プレート６０Ｂの
回動に伴って主弁７０Ｂを弁座８０上に回動させ、該主
弁７０Ｂはストッパ８６と接するまで回動される。この
動作により、吸入圧力導通管９２と室内熱交換器用導通
管９５との連通が、該吸入圧力導通管９２と室外熱交換
器用導通管９４との連通に切換わる。

【００３８】（ｃ）の状態において、吸入圧力導通管９
２と室外熱交換器用導通管９４とが連通部７４Ｂ内で連
通されると、ステッピングモータを反対の方向に作動さ
せ、プレート６０は、図８（ｂ）の反時針方向（図９の
右方向）に逃がし弁体５３Ｂが逃がし弁座７６Ｂに当接
するまで回動されて連通孔７７Ｂを閉じ、暖房運転時の
セット状態、すなわち、吐出圧力導通管９３と室内熱交
換器用導通管９５とが弁室７３で連通し、吸入圧力導通
管９２と室外交換器用導通管９４とが主弁７０Ｂの連通
部７４Ｂ内で連通することになる。以上のように、本発
明の上記各実施形態は、上記の構成としたことによって
次の機能を奏するものである。

【００３９】上記第一及び上記第二の実施形態の四方切
換弁１００（１００Ａ）は、上記主弁７０（７０Ａ）
が、上記キャン５１の太径部内に収容され、上記回転軸
４２の下方部分４３に係合される楕円形の柱状体及び該
柱状体の外周側に連続してその下側に開口を有する略楕
円形の筒状体からなる形状をなしており、該略楕円形の
筒状体の内側部分は、弁座８０の吸入圧力導通孔８２
と、上記室外熱交換器用導通孔８４又は室内熱交換器用
導通孔８５のいずれか一方と連通する連通部７４（７４
Ａ）と、該連通部７４（７４Ａ）の上部に備える逃がし
弁室７５（７５Ａ）と、逃がし座７６（７６Ａ）を介し
て上記逃がし弁室７５（７５Ａ）と主弁７０（７０Ａ）
の外側とを連通する連通孔７７（７７Ａ）とからなり、
上記逃がし弁室７５（７５Ａ）に逃がし弁５２（５２
Ａ）を備えるとともに。該逃がし弁５２（５３Ａ）が、
ロータ４０を介して作動されるプレート６０（６０Ａ）
によって開閉されているので、弁室７３と連通部７４
（７４Ａ）との圧力の均衡を図った後に冷媒の流れの切
換えを行うことができ、冷媒の流路の切換え動作の容易
に行うことができる。

【００４０】また、上記プレート６０（６０Ａ）である
作動機構は、ステッピングモータによって作動されて主
弁７０（７０Ａ）の回動量等を作動・制御し、上記プレ
ート６０（６０Ａ）が、主弁７０（７０Ａ）に当接され
る爪６３（主弁当接部６５Ａ）を備えるとともに、逃が
し弁軸係合部６４（６４Ａ）を備え、さらに、上記ロー
タ４０の回転軸４２の下方部分４３に圧入等により一体
的に固定されるので、冷媒流路の切換え動作が迅速に行
えるとともに、弾性部材を用いて主弁を移動させる場合
に比して四方切換弁１００（１００Ａ）の寿命を長くす
ることができる。

【００４１】さらに、上記第三の実施形態の四方切換弁
１００Ｂは、上記主弁７０Ｂの上記略楕円形の筒状体の
部分が、弁座８０の吸入圧力導通孔８２と、上記室外熱
交換器用導通孔８４又は室内熱交換器用導通孔８５のい
ずれか一方と連通する連通部７４Ｂと、該連通部７４Ｂ
の上部に備えられて逃がし弁座７６Ｂと連通する連通孔
７７Ｂと、上記逃がし弁座７６Ｂを有し、逃がし弁５２
Ｂが摺動するスライド溝７５Ｂとからなり、上記逃がし
弁５２Ｂが、弁体５３Ｂと係合部５４Ｂとからなり、該
係合部５４Ｂが、上記逃がし弁係合部６４Ｂに係合され
ているので、上記ロータ４０のトルクによって上記逃が
し弁５２Ｂをスムーズに作動させることができ、弁室７
３と連通部７４Ｂとの圧力の均衡をより容易にすること
ができる。

【００４２】すなわち、第三の実施形態においては、逃
がし弁に作用するばね力が不要となるので、連通孔７７
Ｂの径を大きくさせることができ、迅速に弁室と連通部
の圧力がバランスするので、より敏捷性の向上が図れ
る。また、逃がし弁として支持ばねを不要とした構成で
あるので、ばね力が回転軸に作用しないことから、より
小さなトルクによりステッピングモータは主弁を回転す
ることができステッピングモータの小型化を実現するこ
とができる。

【００４３】図１０乃至図１４は、本発明の他の実施形
態を示す。これらの四方切換弁にあっては、モータ１０
のロータ４１に連結される回転軸４３と、逃がし弁５２
及び主弁７０の間に遊星歯車駆動装置２００を備えるも
のである。その他の構成は、上述した四方切換弁の構成
と同様であるので、主要部材に同一符号を付して説明は
省略する。

【００４４】図１０に示す四方切換弁１００Ｃは、回転
軸４３と逃がし弁５２Ｃと主弁７０Ｃの駆動装置とし
て、遊星歯車駆動装置２００を備える。遊星歯車駆動装
置２００は、回転軸４３に取付けられる太陽歯車２１０
と、遊星歯車２２０と、内歯歯車２５０を有し、遊星歯
車２２０は太陽歯車２１０と内歯歯車２５０に対して同
時に噛み合っている。遊星歯車２２０は、シャフト２４
０により支持され、シャフト２４０は逃がし弁５２Ｃと
一体に形成されている。シャフト２４０の上部は、キャ
リヤ２３０により回転軸４３との間で連結されている。

【００４５】内歯歯車２５０は、内歯２５２が形成され
たセクターギヤを構成し、遊星歯車２２０が所定の角度
範囲だけ遊動できる空間２５５を有する。この空間２５
５の両端部には、係止部２５４，２５６が設けられる。
この内歯歯車２５０は、主弁７０Ｃに結合される。

【００４６】図１０の（ｂ），（ｃ）の遊星歯車２２０
の位置にあっては、逃がし弁５２Ｃは主弁７０Ｃの逃が
し通路を閉じた状態となっている。ステッピングモータ
１０に切換弁の作動指令が入力されると、ロータ４１は
所定角度回動する。この回動は、回動軸４３を介して太
陽歯車２１０を駆動する。太陽歯車２１０の回転によ
り、遊星歯車２２０は内歯歯車２５０の空間２５５内で
移動し、逃がし弁５２Ｃを開く。逃がし弁５２Ｃが開く
ことにより、主弁７０Ｃの上下面の圧力差が均圧され
る。

【００４７】遊星歯車２２０が更に移動すると、遊星歯
車２２０の外歯部分が内歯歯車２５０の係止部２５４，
２５６の一方に当接し、主弁７０Ｃを回動し、弁路の切
り換えを実行する。主弁７０Ｃの切り換え位置が決定さ
れると、ロータ４１を逆回転させて遊星歯車２２０を初
期位置に戻し、逃がし弁５２Ｃを閉じる。ロータ４１の
回転方向は、回転量制御することによって、四方切換え
を達成することができる。

【００４８】本発明の四方切換弁にあっては、遊星歯車
駆動装置を備えることによって、ステッピングモータ１
０のトルクを増大して遊星歯車２２０と内歯歯車２５０
に伝達することができる。したがって、小型、低トルク
のステッピングモータにより、確実に逃がし弁と主弁を
駆動することができる。

【００４９】図１１は、本発明の他の実施形態を示す。
この四方切換弁１００Ｄは、遊星歯車駆動装置２００を
備える構成では、図１０で示したものと同様である。こ
の四方切換弁１００Ｄにあっては、内歯歯車２５０ｄの
係止部２５４ｄ，２５６ｄは、遊星歯車２２０の外歯に
当接せずに、逃がし弁５２ｄが当接する位置に形成され
る。この構成により、遊星歯車２２０の外歯が直接に内
歯歯車２５０ｄの係止部に当接することがなく、歯車の
損傷等が防止される。

【００５０】図１２は、本発明の更に他の実施形態を示
す。この四方切換弁１００Ｅは、遊星歯車駆動装置２０
０を備える構成と先の実施形態と共通している。この四
方切換弁１００Ｅの遊星歯車駆動装置２００は、２段歯
車構造の遊星歯車２２０ｅを備える。この遊星歯車２２
０ｅは、太陽歯車２１０に噛み合う大径の歯車２２２ｅ
と内歯歯車２５０ｅに噛み合う小径の歯車２２４ｅによ
り構成される。大径歯車２２２ｅと小径歯車２２４ｅは
同一の歯形を使用してあり、大径歯車２２２ｅの歯数
は、小径歯車２２４ｅの歯数よりも多い。この構成によ
り、ロータ４１のトルクをより増大させて逃がし弁５２
ｅと主弁に伝達するトルクは増加しないで伝達すること
ができ、作動の信頼性が向上する。

【００５１】図１３は、本発明の更に他の実施形態を示
す。この四方切換弁１００Ｆは、遊星歯車駆動装置２０
０を備える構成で、先の実施形態と共通している。この
四方切換弁１００Ｆの遊星歯車駆動装置２００は、全周
に内歯が形成されたリング状の内歯と歯車２５０Ｆを備
える。そして、３個の遊星歯車２２０ｆを使用すること
によって、より安定した作動が達成される。主弁７０ｆ
にピン２５４ｆ，２５６ｆを植設し、遊星歯車２２０ｆ
の移動を規制し、主弁７０ｆを駆動する。

【００５２】図１４は、本発明の更に他の実施形態を示
す。この四方切換弁１００Ｇは、遊星歯車駆動装置２０
０を備える構成で、先の実施形態と共通している。この
四方切換弁１００Ｇの遊星歯車駆動装置２００は、セク
タ内歯歯車２５２Ｇが形成された円弧状の内歯歯車２５
０Ｇを有する。そして、この内歯歯車２５０Ｇは、その
両端部に係止部２５４Ｇ，２５６Ｇを有する。遊星歯車
２２０Ｇを支持するキャリヤ２３０Ｇは円弧状の部材で
あって、その両端部が内歯歯車２５０Ｇの係止部２５４
Ｇ，２５６Ｇに当接して、内歯歯車２５０Ｇと一体の主
弁７０Ｇを回動させる。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の四方切換弁は、主弁に副弁を設けて、圧力の均衡を
図った後に主弁の切換え動作を行っているので、冷媒流
路の切換え動作の容易性及び敏捷性の向上を図ることが
できるとともに、切換弁の信頼性の向上を図ることがで
きる。また、モータ部の小型化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態における四方切換弁の
外観斜視図。

【図２】図１の四方切換弁の分解斜視図。

【図３】（ａ）は図１の四方切換弁の縦断面図、（ｂ）
は（ａ）のIII−III矢視断面図、（ｃ）は図１（ａ）の
四方切換弁の弁座の矢視IV−IV断面図。

【図４】（ａ）乃至（ｄ）は図１の四方切換弁の動作を
示す図。

【図５】（ａ）乃至（ｄ）は図１の四方切換弁の動作の
縦断面図。

【図６】本発明の第二の実施形態の四方切換弁を示し、
（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のVI−VI矢視図。

【図７】（ａ）乃至（ｄ）は図６の四方切換弁の動作を
示す断面図。

【図８】本発明の第三の実施形態の四方切換弁を示し、
（ａ）は縦断面図、（ｂ）は（ａ）のVIII−VIII矢視断
面図。

【図９】（ａ）乃至（ｄ）は図８の四方切換弁の動作を
示す断面図。

【図１０】本発明の他の実施形態を示す説明図。

【図１１】本発明の他の実施形態を示す説明図。

【図１２】本発明の他の実施形態を示す説明図。

【図１３】本発明の他の実施形態を示す説明図。

【図１４】本発明の他の実施形態を示す説明図。

【図１５】冷暖房運転時のサイクル構成図。

【符号の説明】

４０ステッピングモータのロータ部５１キャン５２副弁（逃がし弁）６０，６０Ａ，６０Ｂ作動機構（プレート）６３，６３Ｂ係止手段（爪）６４，６４Ａ，６４Ｂ係合部６５Ａ係止手段（主弁当接部）７０，７０Ａ，７０Ｂ主弁７３弁室７４、７４Ａ，７４Ｂ連通部８０弁座８２吸入圧力導通孔８３吐出圧力導通孔８４導通孔８５導通孔９０導管群９２吸入圧力導通管９３吐出圧力導通管９４室外熱交換器用導通管９５室内熱交換器用導通管１００四方切換弁２００遊星歯車駆動装置２１０太陽歯車２２０遊星歯車２３０キャリヤ２５０内歯歯車

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒澤直也東京都世田谷区等々力７丁目17番24号株式会社不二工機内 (72)発明者青木哲也東京都世田谷区等々力７丁目17番24号株式会社不二工機内Ｆターム(参考） 3H062 AA07 AA12 AA13 BB09 BB30 CC02 EE07 HH04 HH08 HH09 3H063 AA05 BB08 BB15 BB18 BB32 CC03 DA14 DB36 EE08 GG08 GG14 3H067 AA13 AA33 BB04 BB13 CC32 CC45 DD03 DD12 DD32 DD45 FF12 FF17 GG23 GG24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ステッピングモータと、主弁が配置され
た弁室と、上記弁室を形成する弁座を有し、上記弁座
は、圧縮機の吸入圧力側に連通する吸入圧力導通孔と、
上記圧縮機の吐出圧力側に連通する吐出圧力導通孔と、
室内及び室外の熱交換器にそれぞれ連通する導通孔とを
備え、上記主弁は、上記吸入圧力導通孔及び上記導通孔と連通
する連通部を備えると共に、上記連通部と上記弁室との
圧力の移動を図る副弁を備え、上記副弁は、上記主弁に具備されると共に、圧力の移動
を図る逃がし弁であって、上記ステッピングモータは、
遊星歯車駆動装置を介して副弁と主弁を回転駆動するこ
とを特徴とする四方切換弁。
【請求項２】上記遊星歯車駆動装置は、ステッピング
モータの駆動軸に取り付けられる太陽歯車と、副弁に取
り付けられる遊星歯車と、主弁に取付けられる内歯歯車
を備えることを特徴とする請求項１記載の四方切換弁。
【請求項３】上記内歯歯車は、遊星歯車が所定角度回
動する空間を有し、この空間の両端部に遊星歯車の回動
を規制する係止部を備えることを特徴とする請求項２記
載の四方切換弁。
【請求項４】上記内歯歯車は、円弧状の部材であるこ
とを特徴とする請求項２記載の四方切換弁。
【請求項５】上記内歯歯車は、リング状の部材である
ことを特徴とする請求項２記載の四方切換弁。
【請求項６】上記遊星歯車は、１個の歯車であること
を特徴とする請求項２記載の四方切換弁。
【請求項７】上記遊星歯車は、３個の歯車であること
を特徴とする請求項２記載の四方切換弁。
【請求項８】上記係止部は、上記遊星歯車の回転力を
主弁に伝達することを特徴とする請求項３記載の四方切
換弁。
【請求項９】上記遊星歯車は、キャリヤに支持される
と共に、上記キャリヤの回転力を上記主弁に伝達するこ
とを特徴とする請求項２記載の四方切換弁。