JP2002349744A - 電動式四方切換弁および冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エネルギを、よ
り高度に両立するために、冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイク
ル装置等で使用される電動式四方切換弁を提供するこ
と。 【解決手段】 弁室に常時連通している一つの入口ポー
トと弁室の底面に開口した第１の出口ポートＢ、第２の
出口ポートＣ及び第３の出口ポートＤとを有する弁ハウ
ジングと、弁室内に回転変位可能に設けられ弁室の底面
に当接する端面に弁室と連通している開放領域１８と連
通していない非開放領域１９とに区分する隔壁部２０を
有する弁体１７と、弁体１７を段階的に回転駆動する電
動式アクチュエータとを設け、弁体１７を（ａ）〜
（ｄ）の４位置に切り換える。

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、電動式四方切換
弁および冷凍サイクル装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】年間を通して使用される冷凍・冷蔵庫、
特に、家庭用冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エネルギ化を
両立するために、家庭用冷凍・冷蔵庫の作動・制御を、
今まで以上に、多彩、緻密化する要求は、近年、高まっ
ている。

【０００３】そのような要求に対応した冷凍・冷蔵庫用
の冷凍サイクル装置として、特開平１１−１３２５７７
号公報には、圧縮機の吐出側に凝縮器が接続され、凝縮
器の下流側に三方弁の入口ポートが接続され、その三方
弁の一方の出口ポートに冷凍室用キャピラリチューブ
が、他方の出口ポートに冷蔵室用キャピラリチューブが
各々接続され、冷凍室用キャピラリチューブおよび冷蔵
室用キャピラリチューブの下流側に冷凍室用蒸発器、冷
蔵室用蒸発器、圧縮機の吸入側が接続された冷凍サイク
ル装置が示されている。

【０００４】上述の冷凍サイクル装置では、三方弁の切
換動作により、凝縮器の下流側が冷凍室用キャピラリチ
ューブと冷蔵室用キャピラリチューブの何れか一方に選
択的に接続され、冷凍室優先の運転モードと冷蔵室優先
の運転モードとを選択設定することができ、サイクル効
率を高めることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
冷凍サイクル装置では、三方弁は、入口ポートを一方の
出口ポートにのみ接続する切換位置と、入口ポートを他
方の出口ポートにのみ接続する切換位置の２位置しか有
していないため、運転モードは、自ずと、凝縮器の下流
側を冷凍室用キャピラリチューブに接続した冷凍室優先
の運転モードと、凝縮器の下流側を冷蔵室用キャピラリ
チューブに接続した冷蔵室優先の運転モードにしか設定
できず、冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エネルギ化を、よ
り高度に充分に両立するには至っておらず、冷凍・冷蔵
庫の高性能化と省エネルギ化の両立について、まだ、改
善の余地がある。

【０００６】この発明は、上述の如き問題点を解消する
ためになされたもので、商品の高性能化と省エネルギ
を、より高度に充分に両立するために、多様な切換状態
を確立し、ついては商品の運転モードを多様化できる冷
凍・冷蔵庫用等の冷凍サイクル装置で使用される電動式
四方切換弁、および運転モードを多様化して商品の高性
能化と省エネルギを、より高度に充分に両立する冷凍サ
イクル装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明による電動式四方切換弁は、弁室と前記
弁室に常時連通している一つの入口ポートと前記弁室の
平らな底面の互いに離れた位置に開口した第１の出口ポ
ート、第２の出口ポートおよび第３の出口ポートとを有
する弁ハウジングと、前記弁室内に回転変位可能に設け
られ、前記弁室の前記底面に対向する端面に、前記弁室
と前記第１〜第３の出口ポートとの連通遮断を行うポー
ト開閉形状部を有し、回転変位によって前記ポート開閉
形状部が前記第１〜第３の出口ポートに対して相対変位
することにより前記弁室と前記第１〜第３の出口ポート
との連通遮断を切り換える弁体と、前記弁体を段階的に
回転駆動する電動式アクチュエータとを有し、前記弁体
は、前記電動式アクチュエータによる段階的な回転駆動
により、前記第２の出口ポートおよび前記第３の出口ポ
ートと前記弁室との連通を遮断して前記第１の出口ポー
トのみを前記弁室に連通する第１の切換位置と、前記第
１の出口ポートおよび前記第３の出口ポートと前記弁室
との連通を遮断して前記第２の出口ポートのみを前記弁
室に連通する第２の切換位置と、前記第１の出口ポー
ト、第２の出口ポートおよび前記第３の出口ポートと前
記弁室との連通をすべて遮断する第３の切換位置と、前
記第１の出口ポートおよび前記第２の出口ポートと前記
弁室との連通を遮断して前記第３の出口ポートのみを前
記弁室に連通する第４の切換位置との間に切換動作する
ものである。

【０００８】この発明による電動式四方切換弁によれ
ば、弁体が電動式アクチュエータによって段階的に回転
駆動されることにより、弁体底部のポート開閉形状部が
第１の出口ポート〜第３の出口ポートに対して相対変位
し、第１の切換位置〜第４の切換位置の４位置が得ら
れ、第１の切換位置では第２の出口ポートおよび第３の
出口ポートと弁室との連通を遮断して第１の出口ポート
のみを弁室に連通する状態が得られ、第２の切換位置で
は第１の出口ポートおよび第３の出口ポートと弁室との
連通を遮断して第２の出口ポートのみを弁室に連通する
状態が得られ、第３の切換位置では第１の出口ポート、
第２の出口ポートおよび第３の出口ポートと弁室との連
通をすべて遮断する状態が得られ、第４の切換位置では
第１の出口ポートおよび第２の出口ポートと弁室との連
通を遮断して第３の出口ポートのみを弁室に連通する状
態が得られる。

【０００９】この発明による電動式四方切換弁は、弁体
が電動式アクチュエータによって段階的に回転駆動さ
れ、弁体底部のポート開閉形状部が第１の出口ポート〜
第３の出口ポートに対して相対変位することにより、上
述の第１の切換位置〜第４の切換位置に加えて、前記第
３の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第１
の出口ポートと前記第２の出口ポートの双方を前記弁室
に連通する第５の切換位置を得ることができ、第１の切
換位置〜第５の切換位置の５位置をえることができる。

【００１０】この発明による電動式四方切換弁は、詳細
構成として、前記弁体のポート開閉形状部は、前記弁室
に開放されている開放領域と、開放されていない非開放
領域とに区分するリブ形状の隔壁部を有しており、非開
放領域は周囲を前記リブ形状の隔壁部により囲まれたポ
ケット形状になっているものである。

【００１１】この発明による電動式四方切換弁によれ
ば、弁体のポート開閉形状部が、弁室に開放されている
開放領域と、開放されていない非開放領域とに区分する
リブ形状の隔壁部を有しており、非開放領域は周囲をリ
ブ形状の隔壁部により囲まれたポケット形状になってい
るから、ポケット形状部分は差圧の受圧面として作用
し、弁体を弁室底面（シート面）に押し付ける荷重にな
り、リブ形状の隔壁部が適当な面圧をもって弁室底面
（シート面）に押し付けられ、適当な弁締切性が得られ
る。

【００１２】また、上述の目的を達成するために、この
発明による冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出側からの
冷媒を、凝縮器を経て冷蔵室用キャピラリチューブより
冷蔵室用蒸発器へ供給する冷媒通路と、前記凝縮器を経
て冷凍室用キャピラリチューブより冷凍室用蒸発器に供
給する冷媒通路とを有し、前記冷凍室用蒸発器あるいは
／および前記冷蔵室用蒸発器から冷媒を前記圧縮機の吸
入側に環流させる冷凍サイクル装置において、前記凝縮
器と前記冷蔵室用キャピラリチューブ及び前記冷凍室用
キャピラリチューブとの間に、上述の発明による電動式
四方切換弁が介設されており、前記入口ポートに前記凝
縮器の下流側が接続され、前記第１の出口ポートに前記
冷蔵室用キャピラリチューブの上流側が接続され、前記
第２の出口ポートに前記冷凍室用キャピラリチューブの
上流側が接続され、前記第３の出口ポートに前記圧縮機
の吸入側がバイパス通路によって接続されているもので
ある。

【００１３】この発明による冷凍サイクル装置によれ
ば、電動式四方切換弁の弁体が電動式アクチュエータに
よって段階的に回転駆動されることにより、例えば、第
１の切換位置〜第４の切換位置による４個の運転モード
が得られ、第１の切換位置では凝縮器の下流側に冷蔵室
用キャピラリチューブのみ連通接続される第１の運転モ
ードが、第２の切換位置では凝縮器の下流側に冷凍室用
キャピラリチューブのみ連通接続される第２の運転モー
ドが、第３の切換位置では凝縮器の下流側に冷凍室用キ
ャピラリチューブ、冷蔵室用キャピラリチューブ、バイ
パス通路の何れも連通接続されない全閉状態による第３
の運転モードが、第４の切換位置では凝縮器の下流側に
バイパス通路のみ連通接続される第４の運転モードが得
られる。

【００１４】この発明による冷凍サイクル装置は、電動
式四方切換弁の切り換えにより得られる運転モードの順
序が、凝縮器の下流側に冷蔵室用キャピラリチューブの
み連通接続される冷蔵室優先冷却モード、凝縮器の下流
側に冷凍室用キャピラリチューブのみ連通接続される冷
凍室優先冷却モード、凝縮器の下流側に冷凍室用キャピ
ラリチューブ、冷蔵室用キャピラリチューブ、バイパス
通路の何れも連通接続されない全閉状態による圧縮機停
止モード、凝縮器の下流側にバイパス通路のみ連通接続
されるバイパスモードの順であることを詳細な特徴とし
ている。

【００１５】さらに、この発明による冷凍サイクル装置
は、前記凝縮器と前記冷蔵室用キャピラリチューブ及び
前記冷凍室用キャピラリチューブとの間に請求項２記載
の電動式四方切換弁が介設されており、前記電動式四方
切換弁の切り換えにより、前記冷蔵室優先冷却モード及
び前記冷凍室優先冷却モードの間に、凝縮器の下流側に
冷蔵室用キャピラリチューブ及び冷凍室用キャピラリチ
ューブが共に連通接続される冷蔵室・冷凍室全冷却モー
ドが得られることを詳細な特徴としている。

【００１６】また、上述の目的を達成するために、この
発明による冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出側からの
冷媒を、凝縮器を経て第１のキャピラリチューブより蒸
発器へ供給する冷媒通路と、前記凝縮器を経て、第１の
キャピラリチューブとは減圧能力が異なる第２のキャピ
ラリチューブより前記蒸発器に供給する冷媒通路とを有
し、前記蒸発器から冷媒を前記圧縮機の吸入側に環流さ
せる冷凍サイクル装置において、前記凝縮器と前記第１
のキャピラリチューブ及び前記第２のキャピラリチュー
ブとの間に請求項１あるいは２記載の電動式四方切換弁
が介設されており、前記入口ポートに前記凝縮器の下流
側が接続され、前記第１の出口ポートに前記第１のキャ
ピラリチューブの上流側が接続され、前記第２の出口ポ
ートに前記第２のキャピラリチューブの上流側が接続さ
れ、前記第３の出口ポートに前記圧縮機の吸入側がバイ
パス通路によって接続されているものである。

【００１７】この発明による冷凍サイクル装置でも、電
動式四方切換弁の弁体が電動式アクチュエータによって
段階的に回転駆動されることにより、例えば、第１の切
換位置〜第４の切換位置による４個の運転モードが得ら
れ、第１の切換位置では凝縮器の下流側に第１のキャピ
ラリチューブのみ連通接続される第１の運転モードが、
第２の切換位置では凝縮器の下流側に第２のキャピラリ
チューブのみ連通接続される第２の運転モードが、第３
の切換位置では凝縮器の下流側に第１のキャピラリチュ
ーブ、第２のキャピラリチューブ、バイパス通路の何れ
も連通接続されない全閉状態による第３の運転モード
が、第４の切換位置では凝縮器の下流側にバイパス通路
のみ連通接続される第４の運転モードが得られる。

【００１８】この発明による冷凍サイクル装置は、電動
式四方切換弁の切り換えにより得られる運転モードの順
序が、凝縮器の下流側に第１のキャピラリチューブのみ
連通接続される第１の冷却モード、凝縮器の下流側に第
２のキャピラリチューブのみ連通接続される第２の冷却
モード、凝縮器の下流側に第１のキャピラリチューブ、
第２のキャピラリチューブ、バイパス通路の何れも連通
接続されない全閉状態による圧縮機停止モード、凝縮器
の下流側にバイパス通路のみ連通接続されるバイパスモ
ードの順であることを詳細な特徴としている。

【００１９】また、上述の目的を達成するために、この
発明による冷凍サイクル装置は、圧縮機の吐出側からの
冷媒を、凝縮器を経て第１のキャピラリチューブより蒸
発器へ供給する冷媒通路と、前記凝縮器を経て、第１の
キャピラリチューブとは減圧能力が異なる第２のキャピ
ラリチューブより前記蒸発器に供給する冷媒通路とを有
し、前記蒸発器から冷媒を前記圧縮機の吸入側に環流さ
せる冷凍サイクル装置において、前記凝縮器と前記第１
のキャピラリチューブ及び前記第２のキャピラリチュー
ブとの間に請求項１あるいは２記載の電動式四方切換弁
が介設されており、前記入口ポートに前記凝縮器の下流
側が接続され、前記第１の出口ポートに前記第１のキャ
ピラリチューブの上流側が接続され、前記第２の出口ポ
ートに前記第２のキャピラリチューブの上流側が接続さ
れ、前記第３の出口ポートに前記圧縮機の吸入側がバイ
パス通路によって接続されており、前記電動式四方切換
弁の切り換えにより得られる運転モードの順序が、凝縮
器の下流側に第１のキャピラリチューブのみ連通接続さ
れる第１の冷却モード、凝縮器の下流側に第１のキャピ
ラリチューブ及び第２のキャピラリチューブが共に連通
接続される第３の冷却モード、凝縮器の下流側に第２の
キャピラリチューブのみ連通接続される第２の冷却モー
ド、凝縮器の下流側に第１のキャピラリチューブ、第２
のキャピラリチューブ、バイパス通路の何れも連通接続
されない全閉状態による圧縮機停止モード、凝縮器の下
流側にバイパス通路のみ連通接続されるバイパスモード
の順であることを特徴としている。

【００２０】この発明による冷凍サイクル装置でも、電
動式四方切換弁の弁体が電動式アクチュエータによって
段階的に回転駆動されることにより、例えば、第１の切
換位置〜第５の切換位置による５個の運転モードが得ら
れ、第１の切換位置では凝縮器の下流側に第１のキャピ
ラリチューブのみ連通接続される第１の運転モード（第
１の冷却モード）が、第２の切換位置では凝縮器の下流
側に第２のキャピラリチューブのみ連通接続される第２
の運転モード（第２の冷却モード）が、第３の切換位置
では凝縮器の下流側に第１のキャピラリチューブ、第２
のキャピラリチューブ、バイパス通路の何れも連通接続
されない全閉状態による第３の運転モード（圧縮機停止
モード）が、第４の切換位置では凝縮器の下流側にバイ
パス通路のみ連通接続される第４の運転モード（バイパ
スモード）が、第５の切換位置では凝縮器の下流側に第
１のキャピラリチューブ及び第２のキャピラリチューブ
が共に連通接続される第５の運転モード（第３の冷却モ
ード）が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図３を参照し
てこの発明による電動式四方切換弁の一つの実施の形態
について説明する。電動式四方切換弁１００は、弁ハウ
ジング１０に横断面形状が円形の弁室１１を有してい
る。弁ハウジング１０には、弁室１１の側周面に開口し
て弁室１１と常時連通の一つの入口ポートＡと、弁室１
１の底面（シート面）１２に開口した第１の出口ポート
Ｂ、第２の出口ポートＣ及び第３の出口ポートＤとが形
成されている。第１の出口ポートＢ、第２の出口ポート
Ｃ及び第３の出口ポートＤは、弁室底面１２の中心に対
して同一半径位置において、互いに周方向（弁体回転方
向）に離れた位置に設けられている。

【００２２】入口ポートＡ、第１の出口ポートＢ、第２
の出口ポートＣ、第３の出口ポートＤには、各々Ａ継手
１３、Ｂ継手１４、Ｃ継手１５、Ｄ継手１６が接続され
ている。

【００２３】弁室１１内には円盤駒状の弁体１７が自身
の中心軸線周りに回転変位可能に設けられている。弁体
１７が弁室１１の底面１２に対向する端面（弁体底面）
には、ポート開閉形状部として、弁室１１に開放されて
いる開放領域１８と、弁室１１に開放されていない非開
放領域１９とに区分するリブ形状（突条）の隔壁部２０
が突出形成されている。隔壁部２０は三日月形の閉ルー
プ状に形成されており、非開放領域１９は全周を隔壁部
２０により囲まれてポケット形状（凹部）になってい
る。

【００２４】弁体１７は隔壁部２０の先端面にて弁室１
１の底面１２に摺接可能に当接している。

【００２５】弁ハウジング１０には、弁体１７を段階的
に回転駆動する電動式アクチュエータとして、ステッピ
ングモータ２１が取り付けられている。

【００２６】ステッピングモータ２１は、弁ハウジング
１０に気密にろう付け固定された下蓋２２と、下蓋２２
上に気密に固着されたキャップ状のロータケース２３
と、ロータケース２３内に回転可能に設けられたマグネ
ット２４およびロータ２５と、ロータケース２３の外側
に廻り止めピン２６によって廻り止め固定された円筒状
のステータコイル組立体２７とを有している。

【００２７】弁体１７は弁ホルダ部材２８に回転方向に
関して位置決め連結され、弁ホルダ部材２８は、ロータ
２５に回転方向に関して位置決め連結され、ロータ２５
の回転を弁体１７に伝える構造になっている。

【００２８】ロータ２５と弁ホルダ部材２８の段差部間
には圧縮コイルばね２９が設けられている。圧縮コイル
ばね２９は、予荷重を与えられ、弁ホルダ部材２８と共
に弁体１７を弁室底面１２に向けて付勢している。

【００２９】下蓋２２の上面にはストッパ片部３０が起
立形成されており、このストッパ片部３０が緩衝ゴム
（図示せず）にて被覆されている。そして、マグネット
２４の下縁部にはストッパ用突出部３１が形成されてお
り、ストッパ用突出部３１が緩衝ゴムに当接することに
より、ロータ２５とマグネット２４との連結体の回転移
動を規制し、ステッピングモータ２１の基点出し（零点
設定）のために、ロータ２５とマグネット２４との連結
体の回転方向の初期位置を設定する。この初期位置は０
パルスで得られる後述する第１の切換位置である。

【００３０】弁体１７がステッピングモータ２１によっ
て段階的に回転駆動されることにより、弁体底部のポー
ト開閉形状部が第１の出口ポートＡ、第２の出口ポート
Ｂ、第３の出口ポートＣに対して相対変位し、この相対
変位によって弁体１７は次の４位置（第１の切換位置〜
第４の切換位置）を確立する。 （１）ステッピングモータ２１が０パルス状態である時
には、図３（ａ）に示されているように、第２の出口ポ
ートＣおよび第３の出口ポートＤの双方が非開放領域１
９に対応して第１の出口ポートＢのみが開放領域１８に
対応する第１の切換位置。 （２）ステッピングモータ２１が１８パルス状態である
時には、図３（ｂ）に示されているように、第１の出口
ポートＢおよび第３の出口ポートＤの双方が非開放領域
１９に対応して第２の出口ポートＣのみが開放領域１８
に対応する第２の切換位置。

【００３１】（３）ステッピングモータ２１が３６パル
ス状態である時には、図３（ｃ）に示されているよう
に、第１の出口ポートＢ、第２の出口ポートＣおよび第
３の出口ポートＤのすべてが非開放領域１９に対応する
第３の切換位置。 （４）ステッピングモータ２１が５４パルス状態である
時には、図３（ｄ）に示されているように、第１の出口
ポートＢおよび第２の出口ポートＣの双方が非開放領域
１９に対応して第３の出口ポートＤのみが開放領域１８
に対応する第４の切換位置。

【００３２】上述したステッピングモータ２１による弁
体１７の段階的な回転駆動により、第１の出口ポートＢ
と入口ポートＡとの連通は図４（ａ）に、第２の出口ポ
ートＣと入口ポートＡとの連通は図４（ｂ）に、第３の
出口ポートＤと入口ポートＡとの連通は図４（ｃ）に各
々示されているようになる。

【００３３】これにより、第１の切換位置では、第２の
出口ポートＣおよび第３の出口ポートＤと弁室１１との
連通、ついては入口ポートＡとの連通を遮断して第１の
出口ポートＢのみを弁室１１〜入口ポートＡに連通する
状態が得られ、第２の切換位置では、第１の出口ポート
Ｂおよび第３の出口ポートＤと弁室１１〜入口ポートＡ
との連通を遮断して第２の出口ポートＣのみを弁室１１
〜入口ポートＡに連通する状態が得られ、第３の切換位
置では、第１の出口ポートＢ、第２の出口ポートＣおよ
び第３の出口ポートＤと弁室１１〜入口ポートＡとの連
通をすべて遮断する状態が得られ、第４の切換位置で
は、第１の出口ポートＢおよび第２の出口ポートＣと弁
室１１〜入口ポートＡとの連通を遮断して第３の出口ポ
ートＤのみを弁室〜入口ポートＡに連通する状態が得ら
れる。

【００３４】上述した切換動作において、非開放領域１
９は全周をリブ形状の隔壁部２０により囲まれたポケッ
ト形状になっているから、ポケット形状部分は差圧の受
圧面として作用し、この差圧は弁体１７を弁室底面１２
に押し付ける荷重になり、リブ形状の隔壁部２０が適当
な面圧をもってを弁室底面１２に押し付けられ、適当な
弁締切性が得られる。

【００３５】図５はこの発明による冷凍・冷蔵庫用の冷
凍サイクル装置の一つの実施の形態を示している。冷凍
・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮機１と、凝縮器
（放熱器）２と、冷蔵室用キャピラリチューブ（Ｃ．
Ｔ．Ｒ）３と、冷凍室用キャピラリチューブ（Ｃ．Ｔ．
Ｆ）４と、冷蔵室用蒸発器５と、冷凍室用蒸発器６と、
電動式四方切換弁１００とを有している。

【００３６】圧縮機１の吐出側には凝縮器２が接続さ
れ、凝縮器２の下流側に電動式四方切換弁１００の入口
ポートＡが接続され、電動式四方切換弁１００の第１の
出口ポートＢに冷蔵室用キャピラリチューブ３が接続さ
れ、電動式四方切換弁１００の第２の出口ポートＣに冷
凍室用キャピラリチューブ４が接続され、冷蔵室用キャ
ピラリチューブ３の下流側に、冷蔵室用蒸発器５、冷凍
室用蒸発器６、逆止弁７、圧縮機１の吸入側が順に接続
されている。冷凍室用キャピラリチューブ４の下流側は
冷蔵室用蒸発器５の下流側で、かつ、冷凍室用蒸発器６
の上流側に接続されている。

【００３７】電動式四方切換弁１００の第３の出口ポー
トＤには、冷蔵室用キャピラリチューブ３、冷凍室用キ
ャピラリチューブ４、冷蔵室用蒸発器５、冷凍室用蒸発
器６、のすべてをバイパスし凝縮器２を圧縮機１の吸入
側に接続するバイパス通路８が接続されている。

【００３８】つぎに、上述の構成による冷凍・冷蔵庫用
の冷凍サイクル装置の動作について説明する。

【００３９】電動式四方切換弁１００の弁体１７が電動
式アクチュエータであるステッピングモータ２１によっ
て段階的に回転駆動されることにより、上述の第１の切
換位置〜第４の切換位置の４位置が得られ、第１の切換
位置では、凝縮器２の下流側に冷蔵室用キャピラリチュ
ーブ３が連通接続される第１の運転モード（冷蔵室優先
冷却モード）が、第２の切換位置では、凝縮器２の下流
側に冷凍室用キャピラリチューブ４が連通接続される第
２の運転モード（冷凍室優先冷却モード）が、第３の切
換位置では凝縮器２の下流側に冷凍室用キャピラリチュ
ーブ３、冷蔵室用キャピラリチューブ４、バイパス通路
８の何れもが連通接続されない全閉状態による第３の運
転モード（圧縮機停止モード）が、第４の切換位置では
凝縮器２の下流側がバイパス通路８によって圧縮機１の
吸入側にバイパス接続される第４の運転モード（バイパ
スモード）が順に得られる。

【００４０】上述のような多彩、緻密な作動・制御によ
り、冷凍・冷蔵庫の高性能化と省エネルギが、より高度
に両立する。

【００４１】冷凍・冷蔵庫の圧縮機１の運転停止判定
は、第１の運転モードあるいは第２の運転モードにおけ
る冷蔵室あるいは冷凍室の温度（実際温度）と、設定温
度との差を検出し、この温度差に応じて行われ、冷却を
行う必要がない場合には、電動式四方切換弁１００を全
閉状態（第３の切換位置）にして第３の運転モード（圧
縮機停止モード）にした後に、圧縮機１の運転を停止す
る。圧縮機停止時は全閉状態であるため、冷媒の無駄な
熱移動を防止でき、熱ロスを低減できる。

【００４２】庫内温度の上昇により、冷却を行う必要が
生じると、圧縮機１の運転を再開する。この運転再開時
には、電動式四方切換弁１００を第３の切換位置より第
４の切換位置に切り換え、第４の運転モードであるバイ
パスモードにする。これにより、冷媒回路における高低
圧がバランスし、圧縮機前後の圧力差が小さくなり、こ
の状態で圧縮機１が再起動される。

【００４３】再起動時における圧縮機前後の圧力差が小
さいことにより、圧縮機１の起動負荷が軽減され、圧縮
機１の起動電力が低減する。圧縮機１の電力は運転中よ
り起動時の方が大きく、圧縮機１の容量選定は起動電力
により決まっているから、起動電力の低減により圧縮機
１の容量を小さくすることができる。

【００４４】また、上述のバイパスモードは、電動式四
方切換弁１００の切換動作により、バイパス通路８の開
閉弁を別途設けることなく得ることができる。

【００４５】圧縮機１の再起動後の冷却運転は、電動式
四方切換弁１００を第４の切換位置より第３の切換位置
に切り換え、バイパスモードより圧縮機停止モード（全
閉モード）に切り換え、その後に、電動式四方切換弁１
００を第２の切換位置あるいは第１の切換位置に切り換
え、冷凍室優先冷却モードあるいは冷蔵室優先冷却モー
ドとし、庫内の冷却を行う。

【００４６】圧縮機１の再起動時に、一時的にもバイパ
スモードになったことにより、液冷媒の一部が低圧側に
流れるが、バイパスモードより全閉モードを経て冷凍室
優先冷却モードあるいは冷蔵室優先冷却モードになるこ
とにより、低圧側に流れた液冷媒の回収が短時間で迅速
に行われることになる。

【００４７】上述した動作を行うにあたり、電動式四方
切換弁１００の切り換えにより得られる運転モードの順
序を、冷蔵室優先冷却←→冷凍室優先冷却←→圧縮機停
止←→バイパスとすることが必要であり、この切換順序
の設定により、省エネルギ性能が、より一層向上する。

【００４８】なお、この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷
凍サイクル装置の冷媒回路構成は、図５に示されている
ようなものに限定されることはなく、冷蔵室用キャピラ
リチューブ３と冷蔵室用蒸発器５との直列回路と、冷凍
室用キャピラリチューブ４と冷凍室用蒸発器６との直列
回路とが互いに並列に設けられたものであってもよく、
これらの直列回路と凝縮器２との接続を電動式四方切換
弁１００により切り換えることもできる。

【００４９】図６はこの発明による冷凍サイクル装置の
他の実施の形態を示している。この実施形態の冷凍サイ
クル装置は、圧縮機５１と、凝縮器（放熱器）５２と、
第１のキャピラリチューブ（Ｃ．Ｔ．Ｂ）５３と、第２
のキャピラリチューブ（Ｃ．Ｔ．Ｃ）５４と、蒸発器５
５と、電動式四方切換弁１００とを有している。

【００５０】圧縮機５１の吐出側には凝縮器５２が接続
され、凝縮器５２の下流側に電動式四方切換弁１００の
入口ポートＡが接続され、電動式四方切換弁１００の第
１の出口ポートＢに第１のキャピラリチューブ５３が接
続され、電動式四方切換弁１００の第２の出口ポートＣ
に第２のキャピラリチューブ５４が接続され、第１のキ
ャピラリチューブ５３および第２のキャピラリチューブ
５４の下流側に、蒸発器５５、逆止弁５７、圧縮機５１
の吸入側が順に接続されている。

【００５１】電動式四方切換弁１００の第３の出口ポー
トＤには、第１のキャピラリチューブ５３、第２のキャ
ピラリチューブ５４、蒸発器５５のすべてをバイパスし
凝縮器５２を圧縮機５１の吸入側に接続するバイパス通
路５８が接続されている。

【００５２】この実施の形態でも、電動式四方切換弁１
００の弁体１７が電動式アクチュエータであるステッピ
ングモータ２１によって段階的に回転駆動されることに
より、上述の第１の切換位置〜第４の切換位置の４位置
が得られ、第１の切換位置では、凝縮器５２の下流側に
第１のキャピラリチューブ５３が連通接続される第１の
運転モード（例えば急冷モード）が、第２の切換位置で
は、凝縮器５２の下流側に第２のキャピラリチューブ５
４が連通接続される第２の運転モード（例えば省エネモ
ード）が、第３の切換位置では凝縮器５２の下流側に第
１のキャピラリチューブ５３、第２のキャピラリチュー
ブ５４、バイパス通路５８の何れもが連通接続されない
全閉状態による第３の運転モード（圧縮機停止モード）
が、第４の切換位置では凝縮器５２の下流側がバイパス
通路５８によって圧縮機１の吸入側にバイパス接続され
る第４の運転モード（バイパスモード）が順に得られ
る。

【００５３】したがって、この実施の形態でも、上述の
ような多彩、緻密な作動・制御により、装置の高性能化
と省エネルギが、より高度に両立する。

【００５４】図７はこの発明による電動式四方切換弁の
他の実施の形態を示している。なお、図７において、図
３に対応する部分は、図３に付した符号と同一の符号を
付けて、その説明を省略する。

【００５５】この実施の形態では、弁体１７がステッピ
ングモータ２１によって段階的に回転駆動されることに
より、弁体底部のポート開閉形状部が第１の出口ポート
Ａ、第２の出口ポートＢ、第３の出口ポートＣに対して
相対変位し、上述の実施の形態における第１の切換位置
〜第４の切換位置に加えて、ステッピングモータ２１が
９パルス状態である時に、図７（ｅ）に示されているよ
うに、ステッピングモータ２１が９パルス状態時には、
第１の出口ポートＢおよび第２の出口ポートＣの双方が
開放領域１８に対応して第３の出口ポートＤのみが非開
放領域１９に対応する第５の切換位置が得られる。

【００５６】これにより、第５の切換位置では、第１の
出口ポートＢおよび第２の出口ポートＣと弁室１１〜入
口ポートＡとを連通し、第３の出口ポートＤのみを弁室
１１〜入口ポートＡとの連通より遮断する状態が得られ
る。

【００５７】この実施の形態による電動式四方切換弁１
００の冷凍サイクル装置への適用は、図５に示されてい
る冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置や、図６に示され
ている冷凍サイクル装置と同様に行うことができ、電動
式四方切換弁１００が第５の切換位置に切り換えられて
いる状態では、凝縮器２の下流側に冷蔵室用キャピラリ
チューブ３（第１のキャピラリチューブ５３）と冷凍室
用キャピラリチューブ４（第２のキャピラリチューブ５
４）の双方が連通接続される第５の運転モードも得られ
る。

【００５８】この第５の運転モードでは、図５に示され
ている冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置では、冷蔵室
・冷凍室全冷却運転であり、起動直後時等において、冷
蔵室用蒸発器５と冷凍室用蒸発器６の蒸発負荷量に対し
てフル運転での冷却効果を確保することになり、図６に
示されている冷凍サイクル装置では、第１の切換位置に
おける第１の運転モード（例えば急冷モード）よりもさ
らに冷却効率の高い第５の運転モードであり、これま
た、起動直後時等において、蒸発器５５の蒸発負荷量に
対してフル運転での冷却効果を確保することになる。

【００５９】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、この発
明による電動式四方切換弁によれば、弁体が電動式アク
チュエータによって段階的に回転駆動されることによ
り、弁体の端面に形成されているポート開閉形状部が弁
室の平らな底面に開口している３個の出力ポートに対し
て相対変位し、弁室に常時連通している入口ポートと３
個の出口ポートとの連通遮断が切り換えられるから、構
造簡単にして多くの切換位置を得ることができる。

【００６０】この発明による冷凍サイクル装置によれ
ば、運転モードを多様化して商品の高性能化と省エネル
ギを、より高度に充分に両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による電動式四方切換弁の一つの実施
の形態を示す断面図である。

【図２】図１の電動式四方切換弁のステータコイル組立
体を除いた本体部分の底面図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）はこの発明による電動式四方切
換弁の各切換位置状態を示す図である。

【図４】（ａ）〜（ｃ）はこの発明による電動式四方切
換弁の弁開閉特性を示す図である。

【図５】この発明による冷凍サイクル装置の一つの実施
の形態を示す構成図である。

【図６】この発明による冷凍サイクル装置の他の実施の
形態を示す構成図である。

【図７】（ａ）〜（ｅ）はこの発明による電動式四方切
換弁の各切換位置状態を示す図である。

【符号の説明】

１、５１ 圧縮機 ２、５２ 凝縮器 ３ 冷蔵室用キャピラリチューブ ４ 冷凍室用キャピラリチューブ ５ 冷凍室用蒸発器 ６ 冷蔵室用蒸発器 ８、５８ バイパス通路 １５ 蒸発器 １００ 電動式四方切換弁 １０ 弁ハウジング １１ 弁室 １７ 弁体 １８ 開放領域 １９ 非開放領域 ２０ 隔壁部 ２１ ステッピングモータ ３１ 緩衝ゴム ５３ 第１のキャピラリチューブ ５４ 第２のキャピラリチューブ １００ 電動式四方切換弁 Ａ 入口ポート Ｂ 第１の出口ポート Ｃ 第２の出口ポート Ｄ 第３の出口ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H062 AA07 AA13 BB33 CC02 EE07 HH04 HH08 HH09 3H067 AA13 CC60 DD03 DD32 EA14 EA16 FF17 GG23 GG24

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁室と前記弁室に常時連通している一つ
   の入口ポートと前記弁室の平らな底面の互いに離れた位
   置に開口した第１の出口ポート、第２の出口ポートおよ
   び第３の出口ポートとを有する弁ハウジングと、 前記弁室内に回転変位可能に設けられ、前記弁室の前記
   底面に対向する端面に、前記弁室と前記第１〜第３の出
   口ポートとの連通遮断を行うポート開閉形状部を有し、
   回転変位によって前記ポート開閉形状部が前記第１〜第
   ３の出口ポートに対して相対変位することにより前記弁
   室と前記第１〜第３の出口ポートとの連通遮断を切り換
   える弁体と、 前記弁体を段階的に回転駆動する電動式アクチュエータ
   とを有し、 前記弁体は、前記電動式アクチュエータによる段階的な
   回転駆動により、前記第２の出口ポートおよび前記第３
   の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第１の
   出口ポートのみを前記弁室に連通する第１の切換位置
   と、前記第１の出口ポートおよび前記第３の出口ポート
   と前記弁室との連通を遮断して前記第２の出口ポートの
   みを前記弁室に連通する第２の切換位置と、前記第１の
   出口ポート、第２の出口ポートおよび前記第３の出口ポ
   ートと前記弁室との連通をすべて遮断する第３の切換位
   置と、前記第１の出口ポートおよび前記第２の出口ポー
   トと前記弁室との連通を遮断して前記第３の出口ポート
   のみを前記弁室に連通する第４の切換位置との間に切換
   動作することを特徴とする電動式四方切換弁。
2. 【請求項２】 弁室と前記弁室に常時連通している一つ
   の入口ポートと前記弁室の平らな底面の互いに離れた位
   置に開口した第１の出口ポート、第２の出口ポートおよ
   び第３の出口ポートとを有する弁ハウジングと、 前記弁室内に回転変位可能に設けられ、前記弁室の前記
   底面に対向する端面に、前記弁室と前記第１〜第３の出
   口ポートとの連通遮断を行うポート開閉形状部を有し、
   回転変位によって前記ポート開閉形状部が前記第１〜第
   ３の出口ポートに対して相対変位することにより前記弁
   室と前記第１〜第３の出口ポートとの連通遮断を切り換
   える弁体と、 前記弁体を段階的に回転駆動する電動式アクチュエータ
   とを有し、 前記弁体は、前記電動式アクチュエータによる段階的な
   回転駆動により、前記第２の出口ポートおよび前記第３
   の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第１の
   出口ポートのみを前記弁室に連通する第１の切換位置
   と、前記第１の出口ポートおよび前記第３の出口ポート
   と前記弁室との連通を遮断して前記第２の出口ポートの
   みを前記弁室に連通する第２の切換位置と、前記第１の
   出口ポート、第２の出口ポートおよび前記第３の出口ポ
   ートと前記弁室との連通をすべて遮断する第３の切換位
   置と、前記第１の出口ポートおよび前記第２の出口ポー
   トと前記弁室との連通を遮断して前記第３の出口ポート
   のみを前記弁室に連通する第４の切換位置と、前記第３
   の出口ポートと前記弁室との連通を遮断して前記第１の
   出口ポートと前記第２の出口ポートの双方を前記弁室に
   連通する第５の切換位置との間に切換動作することを特
   徴とする電動式四方切換弁。
3. 【請求項３】 前記弁体のポート開閉形状部は、前記弁
   室に開放されている開放領域と、開放されていない非開
   放領域とに区分するリブ形状の隔壁部を有しており、非
   開放領域は周囲を前記リブ形状の隔壁部により囲まれた
   ポケット形状になっていることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の電動式四方切換弁。
4. 【請求項４】 圧縮機の吐出側からの冷媒を、凝縮器を
   経て冷蔵室用キャピラリチューブより冷蔵室用蒸発器へ
   供給する冷媒通路と、前記凝縮器を経て冷凍室用キャピ
   ラリチューブより冷凍室用蒸発器に供給する冷媒通路と
   を有し、前記冷凍室用蒸発器あるいは／および前記冷蔵
   室用蒸発器から冷媒を前記圧縮機の吸入側に環流させる
   冷凍サイクル装置において、 前記凝縮器と前記冷蔵室用キャピラリチューブ及び前記
   冷凍室用キャピラリチューブとの間に請求項１あるいは
   ２記載の電動式四方切換弁が介設されており、 前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続され、前記
   第１の出口ポートに前記冷蔵室用キャピラリチューブの
   上流側が接続され、前記第２の出口ポートに前記冷凍室
   用キャピラリチューブの上流側が接続され、前記第３の
   出口ポートに前記圧縮機の吸入側がバイパス通路によっ
   て接続されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
5. 【請求項５】 前記電動式四方切換弁の切り換えにより
   得られる運転モードの順序が、凝縮器の下流側に冷蔵室
   用キャピラリチューブのみ連通接続される冷蔵室優先冷
   却モード、凝縮器の下流側に冷凍室用キャピラリチュー
   ブのみ連通接続される冷凍室優先冷却モード、凝縮器の
   下流側に冷凍室用キャピラリチューブ、冷蔵室用キャピ
   ラリチューブ、バイパス通路の何れも連通接続されない
   全閉状態による圧縮機停止モード、凝縮器の下流側にバ
   イパス通路のみ連通接続されるバイパスモードの順であ
   ることを特徴とする請求項４に記載の冷凍サイクル装
   置。
6. 【請求項６】 前記凝縮器と前記冷蔵室用キャピラリチ
   ューブ及び前記冷凍室用キャピラリチューブとの間に請
   求項２記載の電動式四方切換弁が介設されており、前記
   電動式四方切換弁の切り換えにより、前記冷蔵室優先冷
   却モード及び前記冷凍室優先冷却モードの間に、凝縮器
   の下流側に冷蔵室用キャピラリチューブ及び冷凍室用キ
   ャピラリチューブが共に連通接続される冷蔵室・冷凍室
   全冷却モードが得られることを特徴とする請求項５に記
   載の冷凍サイクル装置。
7. 【請求項７】 圧縮機の吐出側からの冷媒を、凝縮器を
   経て第１のキャピラリチューブより蒸発器へ供給する冷
   媒通路と、前記凝縮器を経て、第１のキャピラリチュー
   ブとは減圧能力が異なる第２のキャピラリチューブより
   前記蒸発器に供給する冷媒通路とを有し、前記蒸発器か
   ら冷媒を前記圧縮機の吸入側に環流させる冷凍サイクル
   装置において、 前記凝縮器と前記第１のキャピラリチューブ及び前記第
   ２のキャピラリチューブとの間に請求項１あるいは２記
   載の電動式四方切換弁が介設されており、 前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続され、前記
   第１の出口ポートに前記第１のキャピラリチューブの上
   流側が接続され、前記第２の出口ポートに前記第２のキ
   ャピラリチューブの上流側が接続され、前記第３の出口
   ポートに前記圧縮機の吸入側がバイパス通路によって接
   続されていることを特徴とする冷凍サイクル装置。
8. 【請求項８】 前記電動式四方切換弁の切り換えにより
   得られる運転モードの順序が、凝縮器の下流側に第１の
   キャピラリチューブのみ連通接続される第１の冷却モー
   ド、凝縮器の下流側に第２のキャピラリチューブのみ連
   通接続される第２の冷却モード、凝縮器の下流側に第１
   のキャピラリチューブ、第２のキャピラリチューブ、バ
   イパス通路の何れも連通接続されない全閉状態による圧
   縮機停止モード、凝縮器の下流側にバイパス通路のみ連
   通接続されるバイパスモードの順であることを特徴とす
   る請求項７に記載の冷凍サイクル装置。
9. 【請求項９】 圧縮機の吐出側からの冷媒を、凝縮器を
   経て第１のキャピラリチューブより蒸発器へ供給する冷
   媒通路と、前記凝縮器を経て、第１のキャピラリチュー
   ブとは減圧能力が異なる第２のキャピラリチューブより
   前記蒸発器に供給する冷媒通路とを有し、前記蒸発器か
   ら冷媒を前記圧縮機の吸入側に環流させる冷凍サイクル
   装置において、 前記凝縮器と前記第１のキャピラリチューブ及び前記第
   ２のキャピラリチューブとの間に請求項２記載の電動式
   四方切換弁が介設されており、 前記入口ポートに前記凝縮器の下流側が接続され、前記
   第１の出口ポートに前記第１のキャピラリチューブの上
   流側が接続され、前記第２の出口ポートに前記第２のキ
   ャピラリチューブの上流側が接続され、前記第３の出口
   ポートに前記圧縮機の吸入側がバイパス通路によって接
   続されており、 前記電動式四方切換弁の切り換えにより得られる運転モ
   ードの順序が、凝縮器の下流側に第１のキャピラリチュ
   ーブのみ連通接続される第１の冷却モード、凝縮器の下
   流側に第１のキャピラリチューブ及び第２のキャピラリ
   チューブが共に連通接続される第３の冷却モード、凝縮
   器の下流側に第２のキャピラリチューブのみ連通接続さ
   れる第２の冷却モード、凝縮器の下流側に第１のキャピ
   ラリチューブ、第２のキャピラリチューブ、バイパス通
   路の何れも連通接続されない全閉状態による圧縮機停止
   モード、凝縮器の下流側にバイパス通路のみ連通接続さ
   れるバイパスモードの順であることを特徴とする冷凍サ
   イクル装置。