CN110500424B - 三通切换阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够容易地进行开阀时的最大流量的变更、调节，并且，耐久性也优异的三通切换阀。利用步进电机(50)进行升降，用于使上部阀芯(20)克服上部闭阀弹簧(20A)的作用力而从上部阀座(9a)离开(提起)的从动部件(60)，和使下部阀芯(70)克服下部闭阀弹簧(70A)的作用力而从下部阀座(9b)离开的(下压)的连结杆(65)构成为不同的部件。

Description

三通切换阀

技术领域

本发明涉及三通切换阀，尤其涉及作为流路切换装置而使用的三通切换阀，该流路切换装置能够在空气调和机等的制冷循环中切换流体(制冷剂)的流动方向(流路)，并且能够调节流量。

背景技术

作为这种三通切换阀已知具有：阀主体，该阀主体具备流出入口、流入口以及流出口；第一阀座，该第一阀座在所述阀主体的内部配置于所述流出入口与所述流入口之间；第二阀座，该第二阀座在所述阀主体的内部配置于所述流出入口与所述流出口之间；第一阀芯、第二阀芯，该第一阀芯、第二阀芯在所述阀主体的内部配置于同一个轴上，并且能够开闭所述第一阀座、所述第二阀座；推拉杆，该推拉杆与所述第一阀芯、所述第二阀芯连结，从而推拉所述第一阀芯、所述第二阀芯；以及电动致动器，该电动致动器驱动所述推拉杆，所述电动致动器经由所述推拉杆按压所述第一阀芯，从而使该第一阀芯开阀，经由所述推拉杆牵拉所述第二阀芯，从而使该第二阀芯开阀，通过使所述推拉杆移动到不按压所述第一阀芯且不牵拉所述第二阀芯的位置即中间位置来使所述第一阀芯和所述第二阀芯这两者闭阀。

在具有制冷循环的空气调和机具备上述以往的三通切换阀的情况下，所述流出入口与室内机连接，所述流入口与室外机的高压配管连接，所述流出口与室外机的低压配管连接，通过使所述第一阀芯和所述第二阀芯这两者同时闭阀，能够阻断制冷剂向不需要制冷制热的空气调和的室内机循环(例如，参照下述专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-204695号公报

发明要解决的问题

并且，在上述专利文献1所记载的以往的三通切换阀中，认为通过变更使第一阀芯和第二阀芯动作(推拉)的推拉杆的长度，对使第一阀芯开阀时的最大流量、使第二阀芯开阀时的最大流量进行变更、调节，但是由于推拉杆作为与外螺纹一体的构造与电动致动器连接，因此存在难以对推拉杆追加加工的问题。

并且，所述推拉杆一边旋转一边与第一阀芯、第二阀芯接触而使该第一阀芯、第二阀芯动作，因此有可能降低推拉杆、第一阀芯、第二阀芯、以及供该第一阀芯、第二阀芯落座的第一阀座、第二阀座等的耐久性。

发明内容

本发明是鉴于所述问题而作出的，其目的在于提供一种三通切换阀，能够容易地进行开阀时的最大流量的变更、调节，并且耐久性也优异。

用于解决问题的手段

为了解决上述的问题，本发明的三通切换阀基本具备：阀主体，该阀主体具有阀室、第一出入口、第二出入口、第三出入口、上部阀座以及下部阀座，该第一出入口、第二出入口、第三出入口向该阀室开口，该上部阀座设于所述第一出入口与所述第二出入口之间，该下部阀座设于所述第一出入口与所述第三出入口之间；上部阀芯，该上部阀芯可升降地配置于所述阀室且与所述上部阀座接触、分离；下部阀芯，该下部阀芯可升降地配置于所述阀室且与所述下部阀座接触、分离；上部施力部件，该上部施力部件对所述上部阀芯向闭阀方向施力；下部施力部件，该下部施力部件对所述下部阀芯向闭阀方向施力；从动部件，该从动部件相对于所述上部阀芯能够在升降方向上相对移动，并且，配置为能够与所述上部阀芯卡合，以使所述上部阀芯克服所述上部施力部件的作用力而从所述上部阀座离开；连结部件，该连结部件将所述从动部件和所述下部阀芯连结成能够一体地移动、且能够使所述从动部件和所述下部阀芯在升降方向上相对移动，以使所述下部阀芯克服所述下部施力部件的作用力而从所述下部阀座离开；以及升降驱动部，该升降驱动部用于使所述从动部件升降，根据所述从动部件的升降量，能够选择性地获得以下那样的状态：所述上部阀芯保持落座于所述上部阀座，所述下部阀芯被所述连结部件从所述下部阀座下压的状态；所述上部阀芯落座于所述上部阀座，并且所述下部阀芯落座于所述下部阀座的状态；以及所述下部阀芯保持落座于所述下部阀座，所述上部阀芯被所述从动部件从所述上部阀座提起的状态。

在更具体的优选的实施方式中，在保持所述上部阀芯利用所述上部施力部件的作用力落座于所述上部阀座的状态下，所述下部阀芯利用所述连结部件克服所述下部施力部件的作用力而从所述下部阀座被下压，直到所述从动部件的升降量成为预先确定的第一升降量，所述上部阀芯利用所述上部施力部件的作用力落座于所述上部阀座，并且所述下部阀芯利用所述下部施力部件的作用力落座于所述下部阀座，直到所述从动部件的升降量超过所述第一升降量并达到预先确定的第二升降量，当所述从动部件的升降量超过所述第二升降量时，在保持所述下部阀芯利用所述下部施力部件的作用力落座于所述下部阀座的状态下，所述上部阀芯利用所述从动部件克服所述上部施力部件的作用力而从所述上部阀座被提起。

在优选的方式中，所述连结部件由沿着升降方向延伸的圆筒状部件或者圆柱状部件构成。

在其他优选的方式中，所述连结部件的上端部能够在升降方向上相对移动且能够卡合地内插于所述从动部件，并且，所述连结部件的下端部能够在升降方向上相对移动且能够卡合地内插于所述下部阀芯。

在其他优选的方式中，所述上部施力部件夹装于所述上部阀芯与所述从动部件之间。

在其他优选的方式中，所述上部施力部件夹装于所述上部阀芯与所述阀主体之间。

在其他优选的方式中，所述从动部件能够在升降方向上相对移动地内插于所述上部阀芯，并且在所述从动部件的下端部外周设有外凸缘状卡定部，该外凸缘状卡定部用于根据升降量与所述上部阀芯卡合，从而将所述上部阀芯从所述上部阀座提起。

在其他优选的方式中，限制所述从动部件向下移动的止动机构由所述从动部件和所述上部阀芯构成。

在其他优选的方式中，限制所述从动部件向下移动的止动机构由所述下部阀芯和所述阀主体构成。

在其他优选的方式中，划分于所述上部阀芯的上侧的上部背压室的室径和所述上部阀座的直径设定为相同，并且设有始终将所述上部背压室和所述阀室连通的上部均压通路，和/或者，划分于所述下部阀芯的下侧的下部背压室的室径和所述下部阀座的直径设定为相同，并且设有始终将所述下部背压室和所述阀室连通的下部均压通路。

在进一步优选的方式中，所述上部均压通路构成为包含：设于所述连结部件的贯通孔、将该贯通孔和所述阀室连通的连通孔、以及所述从动部件的内部。

在进一步优选的方式中，所述上部均压通路由设于所述上部阀芯的内部的上部纵贯通路构成。

在进一步优选的方式中，所述下部均压通路构成为包含：设于所述连结部件的贯通孔、将该贯通孔和所述阀室连通的连通孔、以及所述下部阀芯的内部。

在进一步优选的方式中，所述下部均压通路由设于所述下部阀芯的内部的下部纵贯通路构成。

在其他优选的方式中，所述升降驱动部包含步进电机，该步进电机具有：定子，该定子外装于在所述阀主体固定的壳体；以及转子，该转子旋转自如地配置于所述壳体的内部，所述从动部件经由设于所述转子与所述从动部件之间的螺纹进给机构不旋转地升降。

在进一步优选的方式中，在所述转子与所述螺纹进给机构之间夹装有将所述转子的旋转减速并传递的行星齿轮式减速机构。

发明的效果

根据本发明的流路切换阀，由于利用升降驱动部进行升降，用于使上部阀芯克服上部施力部件的作用力而从上部阀座离开(提起)的从动部件、和用于使下部阀芯克服下部施力部件的作用力而从下部阀座离开的(下压)的连结部件构成为不同的部件，因此在对开阀时的最大流量进行变更、调节时，由于例如对连结部件等施加加工即可，与使用例如与外螺纹一体的构造的推拉杆的以往的结构相比，能够容易地进行开阀时的最大流量的变更、调节。

并且，能够使连结部件、从动部件不旋转地升降，因此能够有效地提高连结部件、从动部件、下部阀芯、上部阀芯、下部阀座、上部阀座等的耐久性。

附图说明

图1是表示本发明的三通切换阀的第一实施方式的上部阀芯：闭，下部阀芯：开的状态(升降量为零的位置)的纵剖视图。

图2是表示图1所示的三通切换阀的上部阀芯：闭，下部阀芯：闭的状态(升降量是第一升降量的位置)的纵剖视图。

图3是表示图1所示的三通切换阀的上部阀芯：闭，下部阀芯：闭的状态(升降量是第二升降量的位置)的纵剖视图。

图4是表示图1所示的三通切换阀的上部阀芯：开，下部阀芯：闭的状态(升降量是最大的位置)的纵剖视图。

图5是表示图1所示的三通切换阀的从动部件的升降量与流量(开口面积)之间的关系的图。

图6是表示本发明的三通切换阀的第二实施方式的上部阀芯：闭，下部阀芯：开的状态(升降量为零的位置)的纵剖视图。

图7是表示本发明的三通切换阀的第三实施方式的上部阀芯：闭，下部阀芯：开的状态(升降量为零的位置)的纵剖视图。

符号说明

1 三通切换阀(第一实施方式)

2 三通切换阀(第二实施方式)

3 三通切换阀(第三实施方式)

5 阀主体

6 筒状基体

6c 固定止动凸部(第二实施方式)

6d 套筒部

7 阀室

8 阀座部件

9a 上部阀座

9b 下部阀座

10、11、12 导管接头

10a 出入口(第一出入口)

11a 流入口(第二出入口)

12a 流出口(第三出入口)

14 筒状保持部件

14c 间隔壁

14d 套筒部

15 轴承部件

15i 内螺纹

17 旋转升降轴

17a 外螺纹

19 支承部件

20 上部阀芯

20A 上部闭阀弹簧(上部施力部件)

20a 内周台阶部

20b 止动凸部

20e 上部纵贯通路(第三实施方式)

23 推力传递轴

30 上部背压室

31 上部均压通路

40 奇异行星齿轮式减速机构

50 步进电机(升降驱动部)

55 定子

57 转子

58 壳体

60 从动部件

61 中心孔

61a 上部大径嵌合孔

61b 下部大径嵌插孔

62 凸缘状部件

63 外凸缘状卡定部

65 连结杆(连结部件)

66 贯通孔

67 连通孔

70 下部阀芯

70A 下部闭阀弹簧(下部施力部件)

70a 中央孔

70b 上部大径嵌插孔

70c 可动止动凸部(第二实施方式)

70d 横孔(第二实施方式)

70e 下部纵贯通路(第三实施方式)

80 下部背压室

81 下部均压通路

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

[第一实施方式]

图1～图4是表示本发明的三通切换阀的第一实施方式的纵剖视图。图1表示上部阀芯：闭，下部阀芯：开的状态(升降量为零的位置)；图2表示上部阀芯：闭，下部阀芯：闭的状态(升降量为第一升降量的位置)；图3表示上部阀芯：闭，下部阀芯：闭的状态(升降量为第二升降量的位置)；图4表示上部阀芯：开，下部阀芯：闭的状态(升降量为最大的位置)。

另外，在本说明书中，为了避免说明变得繁琐，表示上下、左右、前后等位置、方向的描述是根据附图方便起见地标注的，不限定为指实际使用状态下的位置、方向。

并且，在各图中，为了使发明容易理解，或者，为了便于绘图，存在形成于部件之间的间隙、部件之间的分隔距离等被描绘为比各结构部件的尺寸大或者小的情况。

图示实施方式的三通切换阀1主要具备：阀主体5，该阀主体5具有板金制成的筒状基体6；壳体58，该壳体58固定于阀主体5；支承部件19，该支承部件19在由阀主体5和壳体58划分的内部空间固定配置于阀主体5；上部阀芯20和下部阀芯70，该上部阀芯20和下部阀芯70可升降地配置于所述内部空间；从动部件60，该从动部件60配置为能够与上部阀芯20卡合；连结杆(连结部件)65，该连结杆65将从动部件60和下部阀芯70连结；以及步进电机(升降驱动部)50，该步进电机50安装于阀主体5的上方以使从动部件60升降。

在阀主体5的筒状基体6的下部开口通过焊接、铆接、钎焊等气密性地安装有例如由金属制成的盖状部件6A，在该筒状基体6的内部划分有阀室7，并且在该筒状基体6的侧部沿着轴线O方向(升降方向)分开地形成有向阀室7开口的横向的流入口(第二出入口)11a和流出口(第三出入口)12a，在流入口11a与流出口12a之间形成有横向的出入口(第一出入口)10a。在出入口10a、流入口11a、以及流出口12a分别通过钎焊等安装有导管接头10、11、12。

另外，在本例中，出入口10a与流入口11a、流出口12a在俯视(即，轴线O方向)观察时形成于相反的一侧(空开180度的角度间隔)，当然，能够适当变更出入口10a、流入口11a、以及流出口12a在周向的位置。

并且，在阀主体5的筒状基体6中的流入口11a与流出口12a之间的内周通过焊接、铆接、钎焊等内插固定有厚壁圆筒状的阀座部件8，该阀座部件8具有与出入口10a连通的连通口8a。

所述阀座部件8由例如SUS等金属材料制作，其上端侧开口为上部阀座9a，其下端侧开口为下部阀座9b，在其中腹部形成有所述连通口8a。并且，在阀座部件8的上端部和下端部形成有与所述上部阀座9a和下部阀座9b连接的上部锥面9c和下部锥面9d。此处，上部阀座9a和下部阀座9b的直径φa(即，圆筒状的阀座部件8的内径)设定为，与划分于上部阀芯20的上侧的上部背压室30的室径φb、以及划分于下部阀芯70的下侧的下部背压室80的室径φc大略相同(在后面详细描述)。

在阀主体5的筒状基体6的上部开口安装有带台阶的筒状基台13，由该筒状基台13的下表面形成所述阀室7的顶面。在筒状基台13的上端部外周通过焊接等接合有带顶部的圆筒状的壳体58的下端部。

支承部件19具有带间隔壁14c的筒状保持部件14和带内螺纹15i的轴承部件15，筒状保持部件14以使该间隔壁14c的下侧的部分即圆筒状且下方开口的套筒部14d向阀室7突出的方式通过压入等固定于所述筒状基台13的内侧。并且，在筒状保持部件14的上部通过铆接等固定有筒状的轴承部件15，该轴承部件15在内周下半部螺设有内螺纹15i。并且，在筒状保持部件14的间隔壁14c与轴承部件15之间划分有弹簧室14a，在该弹簧室14a收纳有将从动部件60向上方施力的压缩螺旋弹簧25。轴承部件15的内周中的内螺纹15i的上侧部分为嵌插孔15a，该嵌插孔15a嵌插有后述的减速机构40的输出轴46的下部。

另一方面，步进电机50具有定子55和转子57，所述定子55由磁轭51、绕线架52、线圈53、树脂模制盖54等构成，所述转子57相对于壳体58旋转自如地配置于该壳体58的内部，并且在该转子57的上部内侧固定有转子支承部件56。定子55外嵌固定于壳体58。并且，在转子57的内周侧设有奇异行星齿轮式减速机构40，该奇异行星齿轮式减速机构40由以下结构等构成：太阳齿轮41，与转子支承部件56一体地形成；固定环形齿轮47，固定于在筒状保持部件14的上部固定的筒状体43的上端；行星齿轮42，配置于太阳齿轮41与固定环形齿轮47之间并分别与太阳齿轮41和固定环形齿轮47啮合；旋转自如地支承行星齿轮42的行星架44；有底环形的输出齿轮45，从外侧与行星齿轮42啮合；以及输出轴46，其上部通过压入等固定于在输出齿轮45的底部形成的孔。此处，固定环形齿轮47的齿数设定成与输出齿轮45的齿数稍微不同。

在输出轴46的上部的中心部形成有孔，在该孔插通有插通太阳齿轮41(转子支承部件56)和行星架44的中心部的支承轴49的下部。支承轴49的上部插通于在支承部件48的中心部形成的孔，该支承部件48具有与壳体58的内径大致相同的外径，并配置为在转子支承部件56的上侧与壳体58内接。转子57本身由于支承部件48等而不能在壳体58的内部上下移动，与外嵌固定于壳体58的定子55的位置关系始终保持恒定。

减速机构40的输出轴46的下部旋转自如地嵌插于在带内螺纹15i的轴承部件15的上部形成的嵌插孔15a，在输出轴46的下部形成有狭缝状的嵌合部46a，该嵌合部46a以通过输出轴46的中心的方式在横向延伸。在旋转升降轴17的上端突出设置有板状部17c，该旋转升降轴17螺设有与内螺纹15i螺合的外螺纹17a，该内螺纹15i螺设于轴承部件15的内周，板状部17c滑动自如地嵌合于狭缝状的嵌合部46a。当输出轴46根据转子57的旋转而旋转时，输出轴46的旋转被传递到旋转升降轴17，通过由轴承部件15的内螺纹15i和旋转升降轴17的外螺纹17a构成的螺纹进给机构使旋转升降轴17一边旋转一边升降。

在旋转升降轴17的下方沿着轴线O(升降方向)一体地配置有带台阶的圆筒状的推力传递轴23和概略圆筒状的从动部件60，该推力传递轴23和从动部件60经由球18、球支承座16传递向该旋转升降轴17的下方施加的推力。另外，通过使球18位于旋转升降轴17与推力传递轴23之间，即使例如旋转升降轴17一边旋转一边下降，也只有向下方施加的推力被从旋转升降轴17向推力传递轴23(和从动部件60)传递，旋转力不被传递。

此处，像上述那样地，收纳于筒状保持部件14的间隔壁14c的上侧的弹簧室14a的压缩螺旋弹簧25以使其下端与间隔壁14c抵接的状态配置，并且配置有在上下具有凸缘状的钩挂部的拉伸弹簧支承体28，以将该压缩螺旋弹簧25的作用力(拉力)向推力传递轴23(和从动部件60)传递。拉伸弹簧支承体28的上侧的钩挂部载置于压缩螺旋弹簧25的上部，下侧的钩挂部卡挂于推力传递轴23(的大径上部23a的下端台阶面)。并且，在筒状保持部件14形成有连通孔14e，该连通孔14e将所述弹簧室14a和壳体58的内部连通。

推力传递轴23从上侧开始由以下结构构成：大径上部23a，在该大径上部23a的内周嵌入有所述球支承座16；中间主体部23b，该中间主体部23b插通于在筒状保持部件14的间隔壁14c形成的中心孔；以及小径下部23c，该小径下部23c的直径比中间主体部23b的直径小，在该推力传递轴23的内部形成有由纵向的贯通孔构成的纵孔23d和多个横孔23e，所述贯通孔构成后述的上部均压通路31的上部，所述横孔向后述的上部背压室30开口。另外，纵孔23d的上端开口被球支承座16封闭。

配置于推力传递轴23的下方的从动部件60的中心孔61以带有台阶的方式形成，所述推力传递部轴23的小径下部23c通过压入等嵌合固定于从动部件60的中心孔61的上部大径嵌合孔61a，从动部件60与推力传递轴23成为一体地升降。在从动部件60的上端面与推力传递轴23的中间主体部23b的下端台阶部之间夹入固定有由厚壁圆板构成的凸缘状部件62，所述厚壁圆板兼具以下功能：在压入小径下部23c时，支承后述的上部闭阀弹簧20A(的上端)弹簧承受件和限制从动部件60向下移动(换言之，规定从动部件60的下降界限位置)的止动功能的一方。

并且，在从动部件60的下端部外周(向外地)突出设置有外凸缘状卡定部63，该外凸缘状卡定部63用于与可滑动地外插于该从动部件60的上部阀芯20(的下表面)卡合，从而将该上部阀芯20防脱卡定(即，提起上部阀芯20)。

并且，在从动部件60的中心孔61的下部大径嵌插孔61b(从下侧)嵌入并可滑动地(换言之，能够相对移动)内插有后述的圆筒状的连结杆65的上端部，并且连结杆65的上端部(面)与下部大径嵌插孔61b的上端台阶部抵接。

上部阀芯20形成为带台阶的圆筒状，并且以使其下部从筒状保持部件14的套筒部14d突出的方式沿轴线O方向(升降方向)可滑动地内插于该套筒部14d，所述从动部件60(从下侧)嵌入该上部阀芯20的内侧并能够在轴线O方向(升降方向)滑动(即，相对移动)，并且所述从动部件60利用外凸缘状卡定部63防脱卡定地内插于该上部阀芯20的内侧。换言之，上部阀芯20沿轴线O方向(升降方向)可滑动地外插于所述从动部件60的凸缘状部件62与外凸缘状卡定部63之间。在设于该上部阀芯20的上端外周的台阶部通过铆接等固定有按压部件21，在由该按压部件21和形成于上部阀芯20的上部外周的台阶部形成的环形槽安装有密封部件22，该密封部件22由以下结构构成：用于密封上部阀芯20(的外周面)与套筒部14d(的内周面)之间(所形成的滑动面间隙)的O型圈、以及特氟龙(注册商标)制作的盖密封等。

并且，在形成于上部阀芯20的上表面内周的内周台阶部(阶梯面)20a与凸缘状部件62(的下表面)之间夹装(压缩安装)有上部闭阀弹簧20A，该上部闭阀弹簧20A由作为将上部阀芯20向下(闭阀方向)施力的上部施力部件的压缩螺旋弹簧构成，并且在上部阀芯20的上表面中央部(上部闭阀弹簧20A的周围)(向上地)突出设置有圆筒状的止动凸部20b，该止动凸部20b与所述凸缘状部件62一起(详细地，与所述凸缘状部件62抵接)构成限制从动部件60向下移动的止动功能的另一方。

此处，上部阀芯20的下端外周部为(从上侧)落座于阀座部件8的上部阀座9a的上部阀芯部。

另一方面，在本例中，下部阀芯70的直径与所述上部阀芯20的直径大致相同，并且，形成为大致使所述上部阀芯20上下反转的外形。在阀主体5的盖状部件6A向上地(朝向阀室7侧)突出设置有圆筒状且向上方开口的套筒部6d，下部阀芯70以使其上部从盖状部件6A的套筒部6d突出的方式，沿轴线O方向(升降方向)可滑动地内插于该套筒部6d。在该下部阀芯70沿着轴线O方向(升降方向)贯穿设置有带台阶的中央孔70a，并且在该中央孔70a的上部大径嵌插孔70b(从上侧)嵌入并可滑动地(换言之，能够相对移动)内插有后述的圆筒状的连结杆65的下端部，并且连结杆65的下端部(面)与上部大径嵌插孔70b的下端台阶部抵接。在设于该下部阀芯70的下端外周的台阶部通过铆接等固定有按压部件71，在由该按压部件71和形成于下部阀芯70的下部外周的台阶部形成的环形槽安装有密封部件72，该密封部件72由以下结构构成：用于密封下部阀芯70(的外周面)与套筒部6d(的内周面)之间(所形成的滑动面间隙)的O型圈、以及特氟龙(注册商标)制作的盖密封等。

并且，在固定于下部阀芯70的按压部件71(的下表面)与盖状部件6A(的上表面外周部分)之间夹装(压缩安装)有下部闭阀弹簧70A，该下部闭阀弹簧70A由作为将下部阀芯70向上(闭阀方向)施力的下部施力部件的压缩螺旋弹簧构成。

此处，下部阀芯70的上端外周部为(从下侧)落座于阀座部件8的下部阀座9b的下部阀芯部。

在所述从动部件60与所述下部阀芯70之间，以将所述阀座部件8的内侧沿轴线O方向(升降方向)插通的方式，配置有由圆筒状部件构成的连结杆65。像前述的那样，连结杆65的上端部可滑动地内嵌于从动部件60的中心孔61的下部大径嵌插孔61b，其下端部可滑动地内嵌于下部阀芯70的中央孔70a的上部大径嵌插孔70b，从动部件60和下部阀芯70经由连结杆65能够在轴线O方向(升降方向)相对移动。并且，连结杆65的上端部与从动部件60(的下部大径嵌插孔61b的上端台阶部)抵接、卡合，连结杆65的下端部与下部阀芯70(的上部大径嵌插孔70b的下端台阶部)抵接、卡合，由此，从动部件60和下部阀芯70经由该连结杆65能够一体地移动(在后面详细描述)。

并且，在该连结杆65的(轴线O方向)中央部开设有由多个(也可以一个)横孔构成的连通孔67，所述横孔将设于该连结杆65的内部的纵向的贯通孔66和阀室7连通。

另外，在本例中，连结杆65的上端部可滑动地内嵌于从动部件60的中心孔61的下部大径嵌插孔61b，其下端部可滑动地内嵌于下部阀芯70的中央孔70a的上部大径嵌插孔70b，但是，不言而喻，只要从动部件60和下部阀芯70经由连结杆65能够在轴线O方向(升降方向)相对移动，并且，经由连结杆65能够一体地移动即可，例如，也可以仅将连结杆65(的上端部)固定于从动部件60(的中心孔61)，相反地，也可以仅将连结杆65(的下端部)固定于下部阀芯70(的中央孔70a)。

并且，通过推力传递轴23的横孔23e和纵孔23d、从动部件60的中心孔61、连结杆65的贯通孔66的上半部和连通孔67构成上部均压通路31，该上部均压通路31将划分于上部阀芯20的上侧的上部背压室30(详细而言，由上部阀芯20、套筒部14d、间隔壁14c包围的空间)和阀室7连通。并且，通过下部阀芯70的中央孔70a、连结杆65的贯通孔66的下半部和连通孔67构成下部均压通路81，该下部均压通路81将划分于下部阀芯70的下侧的下部背压室80(详细而言，由下部阀芯70、套筒部6d、盖状部件6A包围的空间)和阀室7连通。并且，为了在闭阀状态下，使作用于上部阀芯20的下压力和上推力平衡(抵消压力差)，上部背压室30的室径φb(即，套筒部14d的内径)设定为与所述上部阀座9a的直径φa(即，圆筒状的阀座部件8的内径)大致相同，为了在闭阀状态下使作用于下部阀芯70的上推力和下压力平衡(抵消压力差)，下部背压室80的室径φc(即，套筒部6d的内径)设定为与所述下部阀座9b的直径φa(即，圆筒状的阀座部件8的内径)大致相同。

在这样的结构的三通切换阀1中，当旋转驱动步进电机50的转子57时，旋转升降轴17一边旋转一边升降，但是通过使球18位于旋转升降轴17与推力传递轴23及从动部件60之间，从旋转升降轴17向推力传递轴23和从动部件60仅传递向下方施加的推力(不传递旋转力)，旋转升降轴17与推力传递轴23及从动部件60成为一体地沿轴线O方向升降。由此，外装于从动部件60的上部阀芯20和经由连结杆65连结于从动部件60的下部阀芯70与阀座部件8的上部阀座9a和下部阀座9b接触、分离，从而对出入口10a、流入口11a、以及流出口12a之间的流动方向(流路)进行切换。

更详细地，在本实施方式的三通切换阀1中，如图1所示，在从动部件60(以及上部阀芯20、下部阀芯70)的升降量(阀开度)为零的状态下(换言之，位于最下降位置时)，从动部件60的凸缘状部件62与上部阀芯20的止动凸部20b抵接，上部阀芯20(的上部阀芯部)落座于(详细地，通过上部闭阀弹簧20A的作用力压接于)上部阀座9a，从而关闭阀座部件8的上端开口，上部阀芯20的下部大径嵌插孔61b的上端台阶部与连结杆65的上端部抵接，连结杆65的下端部与下部阀芯70的上部大径嵌插孔70b的下端台阶部抵接，下部阀芯70(的下部阀芯部)克服下部闭阀弹簧70A的作用力并从下部阀座9b离开而打开阀座部件8的下端开口，流体(制冷剂)从与出入口10a连接的导管接头10经由阀座部件8的连通口8a→阀座部件8的内侧→阀座部件8的下端开口(下部阀座9b)向与流出口12a连接的导管接头12流动。另外，当该从动部件60的升降量为零时，流入流出口12a的流体(制冷剂)的流量为最大(参照图5)。此时，下部阀芯70(的下部阀芯部)和下部阀座9b位于在轴线O方向(升降方向)离开第一升降量L1的位置，从动部件60的外凸缘状卡定部63(的上表面)和上部阀芯20(的下表面)位于在轴线O方向(升降方向)离开第二升降量L2的位置，以使第二升降量L2大于第一升降量L1的方式设定各部的尺寸形状。

从图1所示的状态可知，当沿一方向旋转驱动步进电机50的转子57时，转子57的旋转经由减速机构40的输出轴46减速并传递到旋转升降轴17，通过轴承部件15的内螺纹15i和旋转升降轴17的外螺纹17a的螺纹进给使旋转升降轴17一边旋转一边上升，伴随于此，从动部件60与旋转升降轴17一起提起。当从动部件60上升时，如图2所示，在上部阀芯20(的上部阀芯部)利用上部闭阀弹簧20A的作用力落座于上部阀座9a而关闭阀座部件8的上端开口的状态下，从动部件60在上部阀芯20内滑动，直到移动到所述第一升降量L1。此时，上部闭阀弹簧20A的(轴线O方向)长度逐渐变长，因此对于上部阀芯20的上部阀座9a的密封性(按压力)逐渐变弱。同时，经由连结杆65与从动部件60连结的下部阀芯70因下部闭阀弹簧70A的作用力而(与从动部件60一起)上升，流入到流出口12a的流体(制冷剂)的流量逐渐减少(参照图5)，当从动部件60的升降量达到所述第一升降量L1时，下部阀芯70(的下部阀芯部)(从下侧)落座于(详细地，通过下部闭阀弹簧70A的作用力压接于)下部阀座9b而关闭阀座部件8的下端开口。此时，从动部件60的外凸缘状卡定部63(的上表面)和上部阀芯20(的下表面)位于在轴线O方向(升降方向)离开L2-L1的位置。

在使从动部件60上升到所述第一升降量L1后，当使该从动部件60进一步上升时，如图3所示，在上部阀芯20(的上部阀芯部)利用上部闭阀弹簧20A的作用力落座于上部阀座9a而关闭阀座部件8的上端开口，并且，下部阀芯70(的下部阀芯部)利用下部闭阀弹簧70A的作用力落座于下部阀座9b而关闭阀座部件8的下端开口的状态下，从动部件60在上部阀芯20的内侧和连结杆65(的上端部)的外侧滑动，直到移动到所述第二升降量L2，当从动部件60的升降量达到所述第二升降量L2时，从动部件60的外凸缘状卡定部63与上部阀芯20卡合。另外，此时上部闭阀弹簧20A的(轴线O方向)长度也逐渐变长。

在使从动部件60上升到所述第二升降量L2后，当使该从动部件60进一步上升时，如图4所示，从动部件60的外凸缘状卡定部63与上部阀芯20卡合，在下部阀芯70(的下部阀芯部)利用下部闭阀弹簧70A的作用力落座于下部阀座9b而关闭阀座部件8的下端开口的状态下，上部阀芯20与从动部件60一起(一体地)移动(上升)，上部阀芯20(的上部阀芯部)从上部阀座9a离开而打开阀座部件8的上端开口，流体(制冷剂)从与流入口11a连接的导管接头11经由阀座部件8的上端开口(上部阀座9a)→阀座部件8的内侧→阀座部件8的连通口8a向与出入口10a连接的导管接头10流动。伴随从动部件60的上升，上部阀芯20(的下部阀芯部)进一步从上部阀座9a离开，流入到出入口10a的流体(制冷剂)的流量逐渐增加，当从动部件60的升降量达到最大升降量Lmax(即，上部阀芯20(的上部阀芯部)位于在轴线O方向(升降方向)从上部阀座9a离开Lmax－L2的位置)时，流入到出入口10a的流体(制冷剂)的流量也为最大(参照图5)。另外，此时，上部闭阀弹簧20A的(轴线O方向)长度恒定不产生变化。

与此相对，当沿另一方向旋转驱动步进电机50的转子57时，转子57的旋转经由减速机构40的输出轴46减速而传递到旋转升降轴17，通过所述内螺纹15i和外螺纹17a的螺纹进给使旋转升降轴17一边旋转一边下降，从动部件60利用旋转升降轴17的推力克服压缩螺旋弹簧25的作用力与旋转升降轴17一起被推下。当从动部件60下降时，与所述的那样相反，在下部阀芯70(的下部阀芯部)利用下部闭阀弹簧70A的作用力落座于下部阀座9b而关闭阀座部件8的下端开口的状态下，上部阀芯20(的上部阀芯部)(从上侧)落座于上部阀座9a而关闭阀座部件8的上端开口，之后，当从动部件60进一步下降时，在上部阀芯20(的上部阀芯部)利用上部闭阀弹簧20A的作用力落座于上部阀座9a而关闭阀座部件8的上端开口的状态下，下部阀芯70(的下部阀芯部)克服下部闭阀弹簧70A的作用力从下部阀座9b离开而打开阀座部件8的下端开口。另外，上部阀芯20(的上部阀芯部)(从上侧)落座于上部阀座9a而关闭阀座部件8的上端开口后，当从动部件60进一步下降时，夹装于从动部件60的凸缘状部件62与上部阀芯20之间的上部闭阀弹簧20A的(轴线O方向)长度逐渐变短(即，被压缩)，因此对于上部阀芯20的上部阀座9a的密封性(按压力)逐渐变强。

此处，在本实施方式中，当上部阀芯20(的上部阀芯部)落座于上部阀座9a时(图1～图3所示的状态)，划分于上部阀芯20的上侧的上部背压室30和阀室7经由由连结杆65的贯通孔66等构成的上部均压通路31始终连通。换言之，所述上部阀芯20的向上的面(上部背压室30侧的面)和所述上部阀芯20的向下的面(阀室7侧的面)被均压。并且，上部背压室30的室径φb(即，套筒部14d的内径)和上部阀座9a的直径φa(即，圆筒状的阀座部件8的内径)被设定为大致相同。

因此，在基于上部阀芯20在轴线O方向的移动的切换流路时使作用于上部阀芯20的移动方向的力(作用于上部阀芯20的下压力和上推力)平衡(抵消全部压力差)，因此能够在切换流路时尽可能地减小作用于上部阀芯20的负荷，能够减少步进电机50的驱动转矩。

同样地，当下部阀芯70(的下部阀芯部)落座于下部阀座9b时(图2～图4所示的状态)，划分于下部阀芯70的下侧的下部背压室80和阀室7经由由连结杆65的贯通孔66等构成的下部均压通路81始终连通。换言之，所述下部阀芯70的向下的面(下部背压室80侧的面)和所述下部阀芯70的向上的面(阀室7侧的面)被均压。并且，下部背压室80的室径φc(即，套筒部6d的内径)和下部阀座9b的直径φa(即，圆筒状的阀座部件8的内径)被设定为大致相同。

因此，在基于下部阀芯70在轴线O方向的移动的切换流路时使作用于下部阀芯70的移动方向的力(作用于下部阀芯70的下压力和上推力)平衡(抵消全部压力差)，因此能够尽可能地减小在切换流路时作用于下部阀芯70的负荷，能够减少步进电机50的驱动转矩。

并且，在本实施方式的三通切换阀1中，利用步进电机50进行升降、用于使上部阀芯20克服上部闭阀弹簧20A的作用力而从上部阀座9a离开(提起)的从动部件60，以及用于使下部阀芯70克服下部闭阀弹簧70A的作用力而从下部阀座9b离开(下压)的连结杆65构成为不同的部件，因此在进行开阀时的最大流量的变更、调节时，由于例如对连结杆65等施加加工即可(参照图5)，与使用例如与外螺纹一体的构造的推拉杆的以往的结构相比，能够容易地进行开阀时的最大流量的变更、调节。

另外，也可以在所述连结杆65的基础上，或者，取代所述连结杆而变更从动部件60、上部阀芯20、下部阀芯70的形状尺寸，从而进行开阀时的最大流量的变更、调节。

并且，能够不使连结杆65、从动部件60旋转而进行升降，因此也能够有效地提高连结杆65、从动部件60、下部阀芯70、上部阀芯20、下部阀座9b、上部阀座9a等的耐久性。

并且，在本实施方式的三通切换阀1中，如所述的那样，上部闭阀弹簧20A夹装于相对于阀主体5进行升降的从动部件60的凸缘状部件62与上部阀芯20之间，因此也能够有效地提高对于上部阀芯20的上部阀座9a的密封性(按压力)。

[第二实施方式]

图6表示本发明的三通切换阀的第二实施方式。

本第二实施方式的三通切换阀2相对于上述第一实施方式的三通切换阀1，主要是止动机构的配置结构不同，该止动机构对将上部阀芯20向闭阀方向施力的上部闭阀弹簧20A、从动部件60(即，下部阀芯70)的向下的移动进行限制，其他的结构大致相同。因此，对于与第一实施方式的各部分对应的部分标注相同的符号省略重复说明，以下，对不同点重点说明。

在本第二实施方式的三通切换阀2中，省略了兼具支承上部闭阀弹簧21(的上端)的弹簧承受件和限制从动部件60向下移动的止动功能的一方的凸缘状部件62，在固定于上部阀芯20的上端外周的按压部件21(的上表面)与固定于阀主体5的筒状保持部件14(的间隔壁14c的外周部分)之间夹装(压缩安装)有上部闭阀弹簧20A，该上部闭阀弹簧20A由作为将上部阀芯20向下(闭阀方向)施力的上部施力部件的压缩螺旋弹簧构成。

并且，在下部阀芯70的下表面中央部(向下地)突出设置有直径稍小的圆筒状的可动止动凸部70c，该可动止动凸部70c构成限制从动部件60向下移动的止动功能的一方，在阀主体5的盖状部件6A的上表面中央部(向上地)突出设置有直径稍大的圆柱状的固定止动凸部6c，该固定止动凸部6c构成所述止动功能的另一方，当根据升降量使下部阀芯70与从动部件60一起下降时，可动止动凸部70c与固定止动凸部6c抵接，能够获得从动部件60(以及上部阀芯20、下部阀芯70)的升降量(阀开度)为零的状态(换言之，最下降位置)。

另外，本实施方式中，由于下部阀芯70的下表面中央部(的可动止动凸部70c)与阀主体5的盖状部件6A的上表面中央部(的固定止动凸部6c)抵接，因此在下部阀芯70的可动止动凸部70c设有将中央孔70a和下部背压室80连通的多个(也可以一个)横孔70d，通过下部阀芯70的横孔70d和中央孔70a、连结杆65的贯通孔66的下半部和连通孔67，构成将下部背压室80和阀室7连通的下部均压通路81。

并且，在本实施方式中，除了上述结构，为了抑制流体(制冷剂)通过时产生噪音，将连结杆65的贯通孔66和阀室7连通的连通孔67代替位于上述第一实施方式那样的连结杆65的(轴线O方向)中央部(即，与出入口10a相对的位置)，而位于连结杆65的(轴线O方向)上部和下部、更详细地，位于在上部阀芯20的下表面设置的凹孔20B和在下部阀芯70的上表面设置的凹孔70B内。

在本第二实施方式的三通切换阀2中，与上述第一实施方式的三通切换阀1不同，上部闭阀弹簧20A夹装于在上部阀芯20的上端外周固定的按压部件21与在阀主体5固定的筒状保持部件14之间，因此在沿一方向旋转驱动步进电机50的转子57，从而使从动部件60上升时，所述从动部件60的升降量超过第一升降量L1(参照图2)直到第二升降量L2(参照图3)，在上部阀芯20(的上部阀芯部)落座于上部阀座9a而关闭阀座部件8的上端开口的状态下，上部闭阀弹簧20A的(轴线O方向)长度恒定不产生变化(即，对于上部阀芯20的上部阀座9a的密封性(按压力)不产生变化)，当超过第二升降量L2时，上部阀芯20(的上部阀芯部)利用从动部件60的外凸缘状卡定部63从上部阀座9a离开而使阀座部件8的上端开口打开，上部闭阀弹簧20A的(轴线O方向)长度逐渐变短(即，被压缩)。

即使在本第二实施方式的三通切换阀2中，从动部件60和连结杆65构成为不同的部件，因此除了也能够获得与上述第一实施方式的三通切换阀1相同的作用效果，还具有能够使上部阀芯20周围的结构简单化的效果。

[第三实施方式]

图7表示本发明的三通切换阀的第三实施方式。

本第三实施方式的三通切换阀3相对与上述第二实施方式的三通切换阀2主要是上部均压通路31、下部均压通路81的配置结构不同，其他的结构大致相同。因此，对于与第二实施方式的各部分对应的部分标注相同的符号并省略重复说明，以下，对不同点重点说明。

在本第三实施方式的三通切换阀3中，省略了推力传递轴23的横孔23e、从动部件60的中心孔61(除了可相对移动地内插有连结杆65的上端部的下部大径嵌插孔61b以外的部分)、下部阀芯70的横孔70d以及中央孔70a(除了可相对移动地内插有连结杆65的下端部的上部大径嵌插孔70b以外的部分)等，并且代替圆筒状部件(换言之，中空部件)，由在轴线O方向(升降方向)较长的圆柱状部件(换言之，实心部件)构成连结杆65。

并且，为了将上部背压室30和阀室7连通，开设有沿纵向贯通上部阀芯20的多个(也可以一个)上部纵贯通路20e，为了将下部背压室80和阀室7连通，开设有沿纵向贯通下部阀芯70的多个(也可以一个)下部纵贯通路70e，由设于上部阀芯20的内部的所述上部纵贯通路20e构成所述上部均压通路31，由设于下部阀芯70的内部的所述下部纵贯通路70e构成所述下部均压通路81。

即使在本第三实施方式的三通切换阀3中，从动部件60和连结杆65构成为不同的部件，除了也能够获得与上述第一、第二实施方式的三通切换阀1、2相同的作用效果，还具有能够使从动部件60、连结杆65的结构简单化、小型化(例如，小径化)的效果。在本实施方式的连结杆65使用了截面呈圆形的杆状部件，但是也可以使用截面呈矩形、椭圆形的板状部件。在这种情况下，能够减少制冷剂通过阀室7时的压力损失。

另外，在上述实施方式中对以下情况进行了示例说明：出入口(第一出入口)10a与具有制冷循环的空气调和机的室内机连接，流入口(第二出入口)11a与室外机的高压配管连接，流出口(第三出入口)12a与室外机的低压配管连接，流体(制冷剂)从流入口(第二出入口)11a(的导管接头11)向出入口(第一出入口)10a(的导管接头10)流动，或者，从出入口(第一出入口)10a(的导管接头10)向流出口(第三出入口)12a(的导管接头12)流动。但是，不言而喻，出入口(第一出入口)10a、流入口(第二出入口)11a、以及流出口(第三出入口)12a之间的流体(制冷剂)的流动方向(流路)的切换不限定于此。

Claims (15)

1.一种三通切换阀，其特征在于，具备：

阀主体，该阀主体具有阀室、第一出入口、第二出入口、第三出入口、上部阀座以及下部阀座，该第一出入口、第二出入口、第三出入口向该阀室开口，该上部阀座设于所述第一出入口与所述第二出入口之间，该下部阀座设于所述第一出入口与所述第三出入口之间；

上部阀芯，该上部阀芯可升降地配置于所述阀室且与所述上部阀座接触、分离；

下部阀芯，该下部阀芯可升降地配置于所述阀室且与所述下部阀座接触、分离；

上部施力部件，该上部施力部件对所述上部阀芯向闭阀方向施力；

下部施力部件，该下部施力部件对所述下部阀芯向闭阀方向施力；

从动部件，该从动部件相对于所述上部阀芯能够在升降方向上相对移动，并且，配置为能够与所述上部阀芯卡合，以使所述上部阀芯克服所述上部施力部件的作用力而从所述上部阀座离开；

连结部件，该连结部件将所述从动部件和所述下部阀芯连结成能够一体地移动、且能够使所述从动部件和所述下部阀芯在升降方向上相对移动，以使所述下部阀芯克服所述下部施力部件的作用力而从所述下部阀座离开；以及

升降驱动部，该升降驱动部用于使所述从动部件升降，

根据所述从动部件的升降量，能够选择性地获得以下那样的状态：

所述上部阀芯保持落座于所述上部阀座，所述下部阀芯被所述连结部件从所述下部阀座下压的状态；

所述上部阀芯落座于所述上部阀座，并且所述下部阀芯落座于所述下部阀座的状态；以及

所述下部阀芯保持落座于所述下部阀座，所述上部阀芯被所述从动部件从所述上部阀座提起的状态，

限制所述从动部件向下移动的止动机构由所述从动部件和所述上部阀芯构成。

2.如权利要求1所述的三通切换阀，其特征在于，

在保持所述上部阀芯利用所述上部施力部件的作用力落座于所述上部阀座的状态下，所述下部阀芯利用所述连结部件克服所述下部施力部件的作用力而从所述下部阀座被下压，直到所述从动部件的升降量成为预先确定的第一升降量，

所述上部阀芯利用所述上部施力部件的作用力落座于所述上部阀座，并且所述下部阀芯利用所述下部施力部件的作用力落座于所述下部阀座，直到所述从动部件的升降量超过所述第一升降量并达到预先确定的第二升降量，

当所述从动部件的升降量超过所述第二升降量时，在保持所述下部阀芯利用所述下部施力部件的作用力落座于所述下部阀座的状态下，所述上部阀芯利用所述从动部件克服所述上部施力部件的作用力而从所述上部阀座被提起。

3.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

所述连结部件由沿着升降方向延伸的圆筒状部件或者圆柱状部件构成。

4.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

所述连结部件的上端部能够在升降方向上相对移动且能够卡合地内插于所述从动部件，并且，所述连结部件的下端部能够在升降方向上相对移动且能够卡合地内插于所述下部阀芯。

5.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

所述上部施力部件夹装于所述上部阀芯与所述从动部件之间。

6.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

所述上部施力部件夹装于所述上部阀芯与所述阀主体之间。

7.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

所述从动部件能够在升降方向上相对移动地内插于所述上部阀芯，并且在所述从动部件的下端部外周设有外凸缘状卡定部，该外凸缘状卡定部用于根据升降量与所述上部阀芯卡合，从而将所述上部阀芯从所述上部阀座提起。

8.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

限制所述从动部件向下移动的止动机构由所述下部阀芯和所述阀主体构成。

9.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

划分于所述上部阀芯的上侧的上部背压室的室径和所述上部阀座的口径设定为相同，并且设有始终将所述上部背压室和所述阀室连通的上部均压通路，和/或，

划分于所述下部阀芯的下侧的下部背压室的室径和所述下部阀座的口径设定为相同，并且设有始终将所述下部背压室和所述阀室连通的下部均压通路。

10.如权利要求9所述的三通切换阀，其特征在于，

所述上部均压通路构成为包含：设于所述连结部件的贯通孔、将该贯通孔和所述阀室连通的连通孔、以及所述从动部件的内部。

11.如权利要求9所述的三通切换阀，其特征在于，

所述上部均压通路由设于所述上部阀芯的内部的上部纵贯通路构成。

12.如权利要求9所述的三通切换阀，其特征在于，

所述下部均压通路构成为包含：设于所述连结部件的贯通孔、将该贯通孔和所述阀室连通的连通孔、以及所述下部阀芯的内部。

13.如权利要求9所述的三通切换阀，其特征在于，

所述下部均压通路由设于所述下部阀芯的内部的下部纵贯通路构成。

14.如权利要求1或2所述的三通切换阀，其特征在于，

所述升降驱动部包含步进电机，该步进电机具有：定子，该定子外装于在所述阀主体固定的壳体；以及转子，该转子旋转自如地配置于所述壳体的内部，

所述从动部件通过设于所述转子与所述从动部件之间的螺纹进给机构不旋转地升降。

15.如权利要求14所述的三通切换阀，其特征在于，

在所述转子与所述螺纹进给机构之间夹装有将所述转子的旋转减速并传递的行星齿轮式减速机构。

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