CN113167396B - 流路切换阀 - Google Patents

Abstract

提供一种流路切换阀，通过减小压力负荷来避免高压侧滑动式阀芯的变形，从而能够抑制密封面的变形而防止阀泄漏，并实现热泵式制冷制热系统的效率提高。在流路切换阀(1)中，使低压侧滑动阀芯(15B)滑动自如得嵌合在筒状的高压侧滑动阀芯(15A)的外侧。在高压侧滑动阀芯(15A)与低压侧滑动阀芯(15B)之间设置环状的密封部件即O型圈(18)。

Description

流路切换阀

技术领域

本发明涉及一种使用于热泵式制冷制热系统等的流路切换阀，尤其是涉及一种提高阀芯的刚性而实现密封性的提高的流路切换阀。

背景技术

一般，在房间空调、汽车空调等热泵式制冷制热系统中，除了压缩机、室外热交换器、室内热交换器及膨胀阀等之外，还设有四通切换阀、流路切换阀等流路切换阀作为流路切换装置。例如，在图8的(A)、(B)所示的热泵式制冷制热系统中，采用流路切换阀。

如图8的(A)、(B)所示，热泵式制冷制热系统100在流路切换阀180进行运转模式(制冷运转与制热运转)的切换。基本上，在热泵式制冷制热系统100中，设置有压缩机110、室外热交换器120、室内热交换器130、制冷用膨胀阀150以及制热用膨胀阀160，并在它们之间配置作为流路切换阀的流路切换阀180。流路切换阀180是具有六个端口pA、pB、pC、pD、pE、pF的阀。在所述各设备间用由导管(管)等形成的流路连接。

在热泵式制冷制热系统100中，如图8的(A)所示，在选择为制冷运转模式的情况下，高温高压的制冷剂从压缩机110排出，被排出的制冷剂从流路切换阀180的端口pA经由端口pB被引导至室外热交换器120。被引导至室外热交换器120的制冷剂在这里与室外空气进行热交换而冷凝，成为高压的气液二相或液相的制冷剂而导入制冷用膨胀阀150。

高压的制冷剂被制冷用膨胀阀150减压，被减压后的低压的制冷剂从流路切换阀180的端口pE经由端口pF导入室内热交换器130。被导入室内热交换器130的制冷剂在这里与室内空气进行热交换(制冷)而蒸发，成为低温低压的制冷剂而从流路切换阀180的端口pC经由端口pD返回至压缩机110的吸入侧。

另一方面，在热泵式制冷制热系统100中，如图8的(B)所示，在被选择为制热运转模式的情况下，高温高压的制冷剂从压缩机110排出，被排出的制冷剂从流路切换阀180的端口pA经由端口pF被引导至室内热交换器130。在这里，制冷剂与室内空气进行热交换(制热)而冷凝，成为高压的气液二相或液相的制冷剂而导入制热用膨胀阀160。

高压的制冷剂被制热用膨胀阀160减压，被减压后的低压的制冷剂从流路切换阀180的端口pC经由端口pB导入室外热交换器120。在这里，制冷剂与室外空气进行热交换而蒸发，从室外热交换器120起，低温低压的制冷剂从流路切换阀180的端口pE经由端口pD返回至压缩机110的吸入侧。

作为组装于以上这样的热泵式制冷制热系统的流路切换阀，已知有滑动式的流路切换阀(例如专利文献1)。专利文献1所记载的滑动式流路切换阀具有通过主阀芯一边滑动一边移动来切换流路的结构。另外，滑动式流路切换阀的主阀芯是将两个滑动阀芯组合，例如将高压侧滑动阀芯与低压侧滑动阀芯组合而构成的部件。(例如专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平8-170864号公报

专利文献2：日本特开2018-044666号公报

发明要解决的技术问题

近年来，对于节能的意识提高，在热泵式制冷制热系统中，要求进一步提高效率，在进行流路切换的六通切换阀等流路切换阀中，要求防止因初期泄露、耐久性劣化而产生泄露(阀泄漏)的情况。例如，在具有高压侧滑动阀芯和低压侧滑动阀芯的滑动式流路切换阀中，高压力施加于高压侧滑动阀芯。因此，在高压侧滑动阀芯的密封面容易产生变形，有可能产生阀泄漏。因此，从以往开始，对防止阀泄漏产生的流路切换阀的开发成为当务之急。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题而提出的，其目的在于，提供一种流路切换阀，该流路切换阀通过减小压力负载来避免高压侧滑动式阀芯的变形，从而能够抑制密封面的变形而防止阀泄漏，并且有助于提高热泵式制冷制热系统的效率。

为了达成所述目的，本发明的流路切换阀的特征在于，具有以下的构成要素(1)～(6)。

(1)具备：主阀壳体，该主阀壳体划分出主阀室；以及

(2)滑动式的主阀芯，该主阀芯能够沿轴线方向移动地配置在所述主阀室内。

(3)在所述主阀室中，三个端口在轴线方向上排列并开口，并且，在所述三个端口的相对于轴线的相反侧，另外三个端口在轴线方向上排列并开口，通过使所述主阀芯在所述主阀室内移动而对连通的端口间进行切换。

(4)所述主阀芯具有低压侧滑动阀芯和筒状的高压侧滑动阀芯，该低压侧滑动阀芯滑动自如地嵌合在所述高压侧滑动阀芯的外侧。

(5)在所述高压侧滑动阀芯与所述低压侧滑动阀芯之间设置环状的密封部件。

(6)通过所述高压侧滑动阀芯的内周面和所述低压侧阀芯的外周面划分出供高压的流体导入的高压侧U形转弯通路。

发明效果

根据本发明，能够得到一种流路切换阀，该流路切换阀通过减小压力负载来避免高压侧滑动式阀芯的变形，从而能够抑制密封面的变形而防止阀泄漏，并且有助于提高热泵式制冷制热系统的效率。

附图说明

图1是表示本发明的流路切换阀的第一实施方式的制冷运转时的纵剖视图。

图2是表示本发明的流路切换阀的第一实施方式的制热运转时的纵剖视图。

图3是将图1所示的流路切换阀的主要部分放大表示的主要部分放大纵剖视图。

图4是沿着图3的A-A向视线的主要部分放大横剖视图。

图5是沿着图1的U-U向视线的剖视图。

图6是表示本发明的流路切换阀的一个实施方式的主阀芯和连结体的立体图。

图7是将另一实施例的流路切换阀的主要部分放大表示的主要部分放大横剖视图。

图8是表示使用流路切换阀的热泵式制冷制热系统的一例的概略结构图，其中，(A)表示制冷运转时，(B)表示制热运转时。

具体实施方式

以下，参照附图具体说明本发明的实施方式。图1和图2是表示本发明的流路切换阀的第一实施方式的原理的纵剖视图，图1是表示制冷运转时的图，图2是表示制热运转时的图。

在本说明书中，表示上下、左右、前后等位置、方向的表述是为了避免说明变繁琐，为方便起见而根据附图进行标注的，并不限定于表示实际组装于热泵式制冷制热系统等的状态下的位置、方向。另外，在各图中，为了容易理解发明，或者为了实现作图上的方便，有形成于部件间的间隙、部件间的间隔距离等被描绘得比各构成部件的尺寸大或小的情况。

[第一实施方式]

[结构]

第一实施方式的流路切换阀1是在例如前述的图8的(A)、(B)所示的热泵式制冷制热系统100中作为流路切换阀180使用的滑动式的流路切换阀。

如图1和图2所示，基本上，第一实施方式的流路切换阀1具备缸型的流路阀主体10和作为先导阀的单一的电磁式四通先导阀90。另外，本实施方式的流路切换阀1是具备六个端口的六通切换阀，六个端口与上述流路切换阀180的各端口pA～pF对应而标注相同的符号。

[流路阀主体10的结构]

流路阀主体10具有黄铜或不锈钢等金属制的筒状的主阀壳体11。自该主阀壳体11的一端侧(上端侧)起依次配置有第一工作室31、第一活塞21、主阀室12、第二活塞22以及第二工作室32。为了将主阀壳体11气密地分隔，在所述第一活塞21和第二活塞22均安装有带弹簧的衬垫，该带弹簧的衬垫的外周部压接于主阀壳体11的内周面。

主阀壳体11具有大径的躯干部11c。在躯干部11c的上端开口部气密地安装有厚壁圆板状的上侧连结盖11d。在上侧连结盖11d设有中央孔。由小径的管部件构成的第一活塞部11a通过钎焊、焊接等(以下称为钎焊等)被气密地固定于上侧连结盖11d的中央孔。在该第一活塞部11a配置有第一活塞21。

在躯干部11c的下端开口部气密地安装有厚壁圆板状的下侧连结盖11e。在下侧连结盖11e也设有中央孔。由小径的管部件构成的第二活塞部11b通过钎焊等被气密地固定于下侧连结盖11e的中央孔。在该第二活塞部11b配置有第二活塞22。

薄壁圆板状的上端侧盖部件11A通过钎焊等被气密地固定在主阀壳体11的第一活塞部11a的上端。上端侧盖部件11A是划分出容量可变的第一工作室31的部件。薄壁圆板状的下端侧盖部件11B通过钎焊等被气密地固定于主阀壳体11的第二活塞部11b的下端。

下端侧盖部件11B是划分出容量可变的第二工作室32的部件。在上端侧盖部件11A和下端侧盖部件11B的中央分别安装有端口p11、p12。端口p11、p12是用于向第一工作室31和第二工作室32导入/从第一工作室31和第二工作室32排出作为高压流体的制冷剂的端口。

主阀壳体11的主阀室12是设置在主阀壳体11的内部的空间。在主阀室12设有共计六个端口。在主阀室12的左部中央，例如金属制的第一主阀座13通过钎焊等被气密地固定于主阀壳体11的内周。

第一主阀座13的表面(右表面)被设为平坦的阀座面。由朝向左方延伸的管接头构成的三个端口在第一主阀座13的阀座面沿纵向排列(即在轴线O方向上排列)并大致等间隔地开口。三个端口从上端侧依次被设为端口pB、端口pA、端口pF。

另外，在主阀室12的右部中央(与第一主阀座13相对的位置，换言之，相对于轴线O与第一主阀座13相反的一侧的位置)，例如金属制的第二主阀座14通过钎焊等被气密地固定在主阀壳体11的内周。第二主阀座14的表面(左表面)被设为平坦的阀座面。由朝向右方延伸的管接头构成的三个端口在第二主阀座14的阀座面沿纵向排列(即在轴线O方向上排列)并大致等间隔地开口。三个端口从上端侧依次被设为端口pC、端口pD、端口pE。

设于第一主阀座13的端口pB、端口pA、端口pF与设于第二主阀座14的端口pC、端口pD、端口pE配置在相对的位置(相对于轴线O的相反侧)。在本例中，设于第一主阀座13和第二主阀座14的各端口pA～pF的口径全部被设置为大致相同的直径。

滑动式的主阀芯15能够沿轴线O方向(上下方向)移动地配置在主阀壳体11的躯干部11c内。主阀芯15是具有环形跑道状的环状密封面的截面呈矩形状的阀芯。主阀芯15的两侧面(左表面和右表面)分别与第一主阀座13及第二主阀座14的阀座面滑动自如地对接。在本例中，主阀芯15的左右方向和前后方向的尺寸被设定为等于或稍大于主阀壳体11的第一活塞部11a和第二活塞部11b的外径。

主阀芯15例如为合成树脂制，由第一主阀座13侧(左侧)的高压侧滑动阀芯15A和第二主阀座14侧(右侧)的低压侧滑动阀芯15B这两个零件构成。如图3和图4所示，低压侧滑动阀芯15B滑动自如地嵌合在高压侧滑动阀芯15A的外侧。

高压侧滑动阀芯15A是具有不具备右侧(第二主阀座14侧)的顶面的筒状的部件。高压侧滑动阀芯15A被配置成从外侧包围低压侧滑动阀芯15B的左侧的凸部15b(第一主阀座13侧的顶端部)。内凸缘状部15a朝向内侧突出设置在高压侧滑动阀芯15A的左表面侧(与低压侧滑动阀芯15B侧相反的一侧)。在内凸缘状部15a划分出能够使在第一主阀座13的阀座面开口的三个端口中的相邻的两个端口(pB与pA或者pA与pF)选择性地连通的大小的开口。该内凸缘状部15a的左端面(第一主阀座13侧的端面)被设为与第一主阀座13的阀座面滑动自如地对接的环状密封面。另外，在图3、4等中，看不到内凸缘状部15a突出，这是因为表示的是突出尺寸较小的例子。

在高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间配置有O型圈18，该O型圈18是环状的密封部件。在高压侧滑动阀芯15A形成有向低压侧滑动阀芯15B方向延伸的突出部20。O型圈18配置为被该突出部20的外周面与低压侧滑动阀芯侧15B的内周面夹着。

在高压侧滑动阀芯15A中，将形成突出部20的一侧的端部设为顶端部，将其相反侧的端部设为基端部。如图3所示，将沿着主阀室12的轴线方向的方向的尺寸作为壁厚尺寸，在高压侧滑动阀芯15A中，将基端部的壁厚尺寸设为比位于顶端部侧的突出部20的壁厚尺寸大。另外，如图4所示，将沿着上下方向(与轴线O正交且与第一主阀座13的阀座面平行的方向)的方向的尺寸作为侧面壁厚尺寸，在高压侧滑动阀芯15A中，将基端部的壁厚尺寸设为比位于顶端部侧的突出部20的壁厚尺寸大。

在低压侧滑动阀芯15B设有向高压侧滑动阀芯15A侧突出的凸部15b。凸部15b具有与高压侧滑动阀芯15A的内径大致相同或比起稍小的外径，并与低压侧滑动阀芯15B一体地形成。在由高压侧滑动阀芯15A的内周面和凸部15b包围的空间划分出高压侧U形转弯通路16A。高压侧U形转弯通路16A选择性地连通在第一主阀座13的阀座面开口的三个端口中的相邻的两个端口(pB与pA或者pA与pF)。相对高压的流体被导入高压侧U形转弯通路16A。

另一方面，在低压侧滑动阀芯15B的右表面侧(与高压侧滑动阀芯15A相反的一侧)开设有低压侧U形转弯通路16B。低压侧U形转弯通路16B由能够选择性地连通在第二主阀座14的阀座面开口的三个端口中的相邻的两个端口(pC与pD或者pD与pE)的大小的碗状凹陷形成。相对低压的流体被导入低压侧U形转弯通路16B。

在本实施方式中，通过在主阀室12内移动主阀芯15，从而能够选择性地得到多个如下的连通状态：经由高压侧U形转弯通路16A选择性地连通三个端口中的两个端口，同时经由低压侧U形转弯通路16B选择性地连通另三个端口中的两个端口，并且三个端口中的另一个端口与另外三个端口中的另一个端口通过主阀壳体11内连通。

低压侧滑动阀芯15B的凸部15b呈大致拱形，高压侧滑动阀芯15A的突出部20的顶端部的与凸部15b的大致拱形相对的部分成为顶端侧倾斜面部28a。顶端侧倾斜面部28a与高压侧滑动阀芯15A的顶端部连续地设置，并被配置为相对于凸部15b具有规定的间隙。

高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B被设为在左右方向上彼此稍许移动自如，并且在上下方向上一体地移动自如。这里的左右方向是指相对于轴线O垂直的方向且与设于第一主阀座13的各端口pB、pA、pF以及与设于第二主阀座14的各端口pC、pD、pE相对的方向。另外，上下方向是指轴线O方向。

如上所述，低压侧滑动阀芯15B滑动自如地嵌合在高压侧滑动阀芯15A的外侧，但在低压侧滑动阀芯15B与高压侧滑动阀芯15A重合的部分设有在半径方向(与第一主阀座13、第二主阀座14的阀座面平行的方向)上具有台阶的内周台阶部26和外周台阶部27。内周台阶部26形成于低压侧滑动阀芯15B的左端侧的内周面，外周台阶部27形成于高压侧滑动阀芯15A的突出部20的外周部。

在高压侧滑动阀芯15A的突出部20的内周面，除了位于顶端部侧的所述顶端侧倾斜面部28a以外，还在高压侧滑动阀芯15A的基端侧连续地设有基端侧倾斜面部28b。基端侧倾斜面部28b具有与顶端侧倾斜面部28a相反的倾斜。如上所述，高压侧滑动阀芯15A的顶端侧倾斜面部28a与低压侧滑动阀芯15B的凸部15b具有规定的间隙地相对配置。

因此，在从顶端侧倾斜面部28a到高压侧滑动阀芯15A的顶端部的部分，与低压侧滑动阀芯15B的凸部15b之间存在流体。因此，顶端侧倾斜面部28a和高压侧滑动阀芯15A的顶端面接受来自流体的向左方向(从高压侧滑动阀芯15A的顶端部侧朝向基端部侧的方向)的压力。

基端侧倾斜面部28b与高压侧滑动阀芯15A的内周部一起被包含在相当于高压侧U形转弯通路16A的内壁的部分。因此，在基端侧倾斜面部28b的左侧存在流体，基端侧倾斜面部28b接受来自流体的向右方向(从高压侧滑动阀芯15A的基端部侧朝向顶端部侧的方向)的压力。另外，基端侧倾斜面部28b的倾斜面为曲面，该曲面描绘出沿着高压侧U形转弯通路16A上的流体的流动的曲线。在图示的例中，环状的密封部件即O型圈18被夹装在形成于高压侧滑动阀芯15A的右端侧的外周面的外周台阶部27与形成于低压侧滑动阀芯15B的左端侧的内周面的内周台阶部26之间。O型圈18配置在高压侧U形转弯通路16A与主阀室12之间。

高压侧U形转弯通路16A和主阀室12被O型圈18密封。高压流体(制冷剂)从端口(排出侧高压端口)pA经由高压侧U形转弯通路16A导入相比O型圈18位于内侧的部分。另外，也可以代替O型圈18而使用唇边式密封件等密封部件，O型圈等的外观形状不限于圆形，当然也可以是四边形。

参照图1、图2及图3可知，从左右方向(与第一主阀座13正交的方向)观察，高压侧滑动阀芯15A中的右表面侧的面积Sb被设定为比左表面侧(第一主阀座13侧)的面积Sa大。面积Sb是O型圈18外径的内侧相对于与左右方向垂直的平面投影的投影面积。

面积Sa是第一主阀座13侧的环状密封面内侧的相对于与左右方向(与第一主阀座13正交的方向)垂直的平面投影的投影面积(与内凸缘状部15a的投影面积大致相等的面积)，是高压侧滑动阀芯15A的右侧不受到左方向的压力的面积。

即，因为高压侧滑动阀芯15A的右表面侧与左表面侧的面积的差(Sb-Sa)而产生作用于高压侧滑动阀芯15A的压差。通过该压差，高压侧滑动阀芯15A的左表面(的环状密封面)被按压于第一主阀座13的阀座面。即，高压侧滑动阀芯15A的左表面被按压于第一主阀座13。

另外，在高压制冷剂经由端口(排出侧高压端口)pA导入高压侧U形转弯通路16A时，由于从高压侧U形转弯通路16A的高压制冷剂受到的压力，从而低压侧滑动阀芯15B的右表面(的环状密封面)被按压于第二主阀座14的阀座面。更详细地，由于从在高压侧U形转弯通路16A流动的高压制冷剂受到的压力与从在低压侧U形转弯通路16B流动的低压制冷剂受到的压力的压差，从而低压侧滑动阀芯15B的右表面被按压于第二主阀座14的阀座面。

另外，也可以是，将对高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B彼此向反方向(拉离的方向)施力的施力部件配置在高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间，例如配置在O型圈18的外侧。

作为施力部件的是环状的板簧、压缩螺旋弹簧等。通过这样的施力部件的施力，从而能够将高压侧滑动阀芯15A的左表面(的环状密封面)压接(按压)于第一主阀座13的阀座面。另外，在本例中，用于保持形状的加强销15d朝向前后方向地架设在低压侧滑动阀芯15B的低压侧U形转弯通路16B的大致中央(合并参照图3、图5、图6)。另外，在本例中，在主阀芯15(构成主阀芯15的高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B)的上下表面形成有凹陷面15e。在凹陷面15e中(在左右方向上具有稍许间隙地)嵌入有后述的连结体25(的连结板25A、25B)的支承板部25c。

主阀芯15构成为，通过使高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B成为一体地沿轴线O方向移动，从而能够选择性地到达图1所示的制冷位置(上端位置)与图2所示的制热位置(下端位置)。如图1所示，处于制冷位置(上端位置)的主阀芯15打开端口pF，且使端口pB经由高压侧滑动阀芯15A的高压侧U形转弯通路16A而与端口pA连通。另外，主阀芯15打开端口pE，且使端口pC经由低压侧滑动阀芯15B的低压侧U形转弯通路16B而与端口pD连通。

如图2所示，处于制热位置(下端位置)的主阀芯15打开端口pB，且使端口pA经由高压侧滑动阀芯15A的高压侧U形转弯通路16A而与端口pF连通。另外，主阀芯15打开端口pC，且使端口pD经由低压侧滑动阀芯15B的低压侧U形转弯通路16B而与端口pE连通。

在主阀芯15中，高压侧滑动阀芯15A在移动时以外位于三个端口中的两个端口(pB与pA或者pA与pF)的正上方。低压侧滑动阀芯15B在移动时以外位于三个端口中的两个端口(pC与pD或者pD与pE)的正上方。由于来自向主阀芯15内的高压侧U形转弯通路16A导入的高压制冷剂的压力，这些滑动阀芯15A、15B被分别向左右按压而与第一主阀座13和第二主阀座14的阀座面压接。

第一活塞21与第二活塞22通过连结体25而连结为能够一体地移动。主阀芯15的高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B以在左右方向上稍许滑动自如且在前后方向上的移动几乎被阻止的状态嵌合于该连结体25并被支承。

在本例中，连结体25由例如通过冲压成形等制作而成的、相同尺寸以及相同形状的一对板材构成。连结体25的各板材被配置成沿着左右方向(与第一主阀座13和第二主阀座14的阀座面正交的方向)，即，与相对于阀座面正交的平面平行。另外，连结体25的一对板材在前后方向上相对配置，主阀芯15在前后方向上被夹持在一对板材之间。以下，将配置在主阀芯15的前侧的板材称为连结体25A，将配置在主阀芯15的后侧的板材称为连结体25B。

更详细地，参照图1和图2以及参照图5、图6可知，连结体25A、25B由相对于从其中心向前后方向延伸的中心线(对称线)对称的纵长矩形状(在这里为遍及上下全长的相同宽度)的板材构成。在连结体25A、25B的(上下方向的)大致中央形成有支承部件25c，该支承部件25c用于与主阀芯15的前侧部分或后侧部分卡合并将其支承为沿轴线O方向一体地移动自如。如图5、图6所示，支承部件25c形成沿着主阀芯15的外周(前面和上下表面，或者后表面和上下表面)的形状，即形成截面大致凹状。支承部件25c的左右方向的宽度被设定为比设于主阀芯15的上下表面的凹陷面15e的宽度稍小。

在各连结体25A、25B中的支承部件25c的上下连接有延伸至第一活塞21或第二活塞22的连接部件25a。连接部件25a通过弯折等形成为阶梯状或曲柄状。从支承部件25c侧起，在连接部件25a设置有偏置板部25aa和对接板部25ab。

前侧的连结体25A中的连接部件25a的偏置板部25aa相比于轴线O配置在前侧，尤其是配置在从左右方向观察为向前侧避开在第一主阀座13和第二主阀座14的阀座面开口的六个端口pA～pF的位置(换言之，从六个端口pA～pF向前方偏置的位置)。

另外，后侧的连结体25B中的连接部件25a的偏置板部25aa相比轴线O配置在后侧，尤其是配置在从左右方向观察为向后侧避开在第一主阀座13和第二主阀座14的阀座面开口的六个端口pA～pF的位置(换言之，从六个端口pA～pF向后方偏置的位置)。

即，在本例中，从左右方向观察时，一对连结体25A、25B中的连接部件25a的偏置板部25aa彼此位于不会阻碍流通于在第一主阀座13和第二主阀座14的阀座面开口的各端口pB、pC、pE、pF的制冷剂的流动的位置(尤其是参照图5)。更详细地，在图1所示的制冷位置(上端位置)，偏置板部25aa位于不会妨碍在位于下侧的端口pF与端口pE内的制冷剂的流动的位置，在图2所示的制热位置(下端位置)，偏置板部25aa位于不会妨碍在位于上侧的端口pB和端口pC内的制冷剂的流动的位置。

另外，连结体25A中的连接部件25a的对接板部25ab与连结体25B中的连接部件25a的对接板部25ab对接。这些对接板部25ab是接近第一活塞21或第二活塞22的部分且是不与在第一主阀座13和第二主阀座14的阀座面开口的各端口pA～pF重叠的部分。另外，考虑到后述的组装性等，也可以是，例如，在该对接板部25ab设置用于使相对配置的连结体25A、25B相互对位的凹凸等(对位部)。

在连结体25A、25B的连接部件25a的上下的端部设有安装脚部25b。安装脚部25b是向与相对配置的连结体25B、25A侧相反的一侧(形成有截面呈大致凹凸状的支承部件25c的方向)大致90°弯折而形成的。在安装脚部25b贯通设置有用于供螺栓30插通的螺纹孔29。图5所示的螺栓30是用来将连结体25A、25B与第一活塞21或第二活塞22连结的部件。

在本例中，如上所述，各连结板25A、25B由相同尺寸和相同形状的板材构成，因此，能够将两块连结板25A、25B在前后方向上相对地配置。另外，能够将连结板25A、25B的连接部件25a的对接板部25ab彼此抵接而反方向地(详细而言，上下颠倒地)组合配置。

此时，将主阀芯15的高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B分别从左右方向经由螺栓30配置在各连结板25A、25B中的支承部件25c彼此之间(侧面观察为大致矩形状的空间)，由此，能够使这些高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B以在左右方向上稍许滑动自如且在前后方向上的移动几乎被阻止的状态嵌合于连结体25(尤其是参照图6)。

嵌合并支承于连结板25A、25B的主阀芯15随着第一活塞21和第二活塞22的往复移动而被推动到连结板25A、25B中的截面凹状的支承部件25c的上侧部分或下侧部分(左右方向上宽幅的矩形状平面)。即，被高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B的上下表面按压。

被推动的主阀芯15在制冷位置(上端位置)与制热位置(下端位置)之间往复。另外，在本例中，例示了所述连结体25由相同尺寸和相同形状的一对板材(连结板25A、25B)构成的情况，但当然也可以是例如由一块板材构成所述连结体25。

[四通先导阀90的构成]

如图1和图2所示，作为先导阀的四通先导阀90具有阀壳体92，在阀壳体92中，从基端侧起依次串联地配置有吸引元件95、压缩螺旋弹簧96、柱塞97。阀壳体92由在基端侧(左端侧)外周外嵌固定有电磁线圈91的圆筒状的直管形成。阀壳体92的左端部通过焊接等与吸引元件95的凸缘状部(外周台部)密封接合，吸引元件95通过螺栓92B而与覆盖通电励磁用的电磁线圈91的外周的盖壳体91A紧固固定。

另一方面，带过滤器的盖部件98通过焊接、钎焊、铆接等被气密地安装于阀壳体92的右端开口部。盖部件98具有用于导入高压制冷剂的细管插装口。由盖部件98、柱塞97及阀壳体92包围的区域成为阀室99。经由气密地插装于盖部件98的细管插装口的高压细管#a，高温高压的制冷剂从端口pA导入阀室99。

另外，内端面被设为平坦的阀座面的阀座93通过钎焊等被气密地接合在阀壳体92中的柱塞97与盖部件98之间。三个端口空开规定间隔地横向排列于该阀座93的阀座面(内端面)，在各端口连接有细管#b、#c、#d。流路阀主体10的第一工作室31与细管#b连接，端口pD与细管#c连接，流路阀主体10的第二工作室32与细管#d连接。

与吸引元件95相对配置的柱塞97基本上为圆柱状，在阀壳体92内被配置成在轴向(沿着阀壳体92的中心线的方向)上滑动自如。阀芯94是使在阀座93的阀座面开口的三个端口中的相邻的端口间选择性地连通而对端口间的连通状态进行切换的部件。阀芯94在与阀座93的阀座面对接的状态下，使阀座93的阀座面随着柱塞97的左右方向的移动而滑动。

压缩螺旋弹簧96被压缩安装在吸引元件95与柱塞97之间，对柱塞97向从吸引元件95拉离的方向(在图1、图2中为右方)施力，但在本例中，阀座93的左端部被设为阻止柱塞97向右方移动的止动件。另外，当然能够采用其他的结构来作为该止动件的结构。

[四通先导阀90的动作]

在如上所述地构成的四通先导阀90中，如图1所示，在对电磁线圈91的通电断开时，由于压缩螺旋弹簧96的施力，柱塞97被推动至其右端与阀座93接触的位置，阀芯94使在阀座93的阀座面开口的三个端口中的相邻的端口间连通。

在对电磁线圈91的通电断开时，流入端口(排出侧高压端口)pA的高压流体经由高压细管#a→阀室99→细管#d→端口p12导入第二工作室32。另外，第一工作室31的高压流体向端口p11→细管#b→端口b→凹部94a→端口c→细管#c→端口(吸入侧低压端口)pD流动而被排出。

与其相对地，若接通对电磁线圈91的通电，则如图2所示那样，由于吸引元件95的吸引力，柱塞97(克服压缩螺旋弹簧96的施力而)被吸引至其左端与吸引元件95接触的位置，阀芯94移动。此时，流入端口(排出侧高压端口)pA的高压流体经由高压细管#a→阀室99→细管#b→端口p11导入第一工作室31。另外，第二工作室32的高压流体向端口p12→细管#d→细管#c→端口(吸入侧低压端口)pD流动而被排出。

如上所述，若断开对电磁线圈91的通电，则流路阀主体10的主阀芯15从制热位置移动至制冷位置，从而进行流路切换。另外，若接通对电磁线圈91的通电，则流路阀主体10的主阀芯15从制冷位置移动至制热位置，从而进行如上所述的流路切换。

这样，在本实施方式的流路切换阀1中，通过接通/断开来切换对电磁式四通先导阀90的通电，从而能够利用在流路切换阀1内流通的高压流体(作为高压部分的流经端口pA的流体)与低压流体(作为低压部分的流经端口pD的流体)的压差而使主阀芯15在主阀室12内移动。由此切换在主阀壳体11共计设有六个的端口间的连通状态。因此，在如图8的(A)、(B)所示的热泵式制冷制热系统100中，能够进行从制热运转到制冷运转的切换以及从制冷运转到制热运转的切换。

[流路阀主体10的动作]

对在将热泵式制冷制热系统100从制热运转切换到制冷运转时、以及从制冷运转切换到制热运转时的流路阀主体10的动作进行说明。如图2所示，当配置在主阀壳体11内的主阀芯15处于制热位置(下端位置)时，经由四通先导阀90而使第二工作室32与作为排出侧高压端口的端口pA连通。另外，使第一工作室31与作为吸入侧低压端口的端口pD连通。

由此，高温高压的制冷剂导入第二工作室32，并且高压的制冷剂从第一工作室31排出。因此，在主阀室12中，第二工作室32的压力比第一工作室31的压力高，如图1所示，第一活塞21、第二活塞22以及主阀芯15向上方移动，连结体25与上侧连结板11d抵接而卡止，主阀芯15到达制冷位置(上端位置)。

其结果是，端口pA经由高压侧U形转弯通路16A而与端口pB连通，端口pC经由低压侧U形转弯通路16B而与端口pD连通，端口pE经由主阀室12而与端口pF连通。如上所述，在热泵式制冷制热系统100中进行制冷运转。

另一方面，当主阀芯15处于制冷位置(上端位置)时，经由四通先导阀90而使第一工作室31与作为排出侧高压端口的端口pA连通。另外，使第二工作室32与作为吸入侧低压端口的端口pD连通。由此，高温高压的制冷剂被导入第一工作室31，高温高压的制冷剂从第二工作室32排出。

因此，在主阀室12中，第一工作室31的压力比第二工作室32的压力高，如图2所示，第一活塞21、第二活塞22以及主阀芯15向下方移动，连结体25与下侧连结板11e抵接而卡止，主阀芯15到达制热位置(下端位置)。其结果是，端口pA经由高压侧U形转弯通路16A与端口pF连通，端口pE经由低压侧U形转弯通路16B与端口pD连通，端口pC经由主阀室12与端口pB连通。如上所述，在热泵式制冷制热系统100中进行制热运转。

[作用及效果]

如从以上的说明可知的，在第一实施方式的流路切换阀1中，具备：主阀壳体11，该主阀壳体11划分出主阀室12；以及主阀芯15，该主阀芯15能够沿轴线方向移动地配置在主阀室12内，在主阀室12中，三个端口在轴线方向上排列并开口，并且在三个端口的相对于轴线的相反侧，另外三个端口在轴线方向上排列并开口，通过使主阀芯15在主阀室12内移动而对连通的端口间进行切换，主阀芯15具有低压侧滑动阀芯15B和筒状的高压侧滑动阀芯15A，该低压侧滑动阀芯15B滑动自如地嵌合在高压侧滑动阀芯15A的外侧，除此之外，在高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间设有O型圈18，该O型圈18是环状的密封部件。

在如上所述的以上的第一实施方式中，使低压侧滑动阀芯15B滑动自如地嵌合在高压侧滑动阀芯15A的外侧，在高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间设置O型圈18，由此，在高压侧滑动阀芯15A内流动的高压的制冷剂将高压侧滑动阀芯15A向外周方向推开。另外，O型圈18被制冷剂的压力压向高压侧滑动阀芯15A侧而变形。

变形了的O型圈18将高压侧滑动阀芯15A向内侧按压。因此，即使制冷剂的压力负荷以将高压侧滑动阀芯15A向外侧推开的方式作用，通过O型圈18的弹力，也能够抑制高压侧滑动阀芯15A向外侧的扩展。由此，因压力产生的变形减少，能够抑制主阀芯12的阀泄漏。

在第一实施方式中，在低压侧滑动阀芯15B与高压侧滑动阀芯15A重合的部分形成内周台阶部26和外周台阶部27，在内周台阶部26与外周台阶部27之间配置O型圈18。O型圈18效率良好地接收来自高压侧滑动阀芯15A的压力而容易大幅变形。由此，O型圈18能够更可靠地抑制高压侧滑动阀芯15A向外侧的扩展。

另外，第一实施方式的高压侧滑动阀芯15A的基端部的壁厚尺寸设为比位于顶端部侧的突出部20的壁厚尺寸大。因此，高压侧滑动阀芯15A的基端部侧的刚性变强，即使对于高压侧滑动阀芯15A的压力负荷被施加在相比O型圈18的位置更靠基端部侧的位置，高压侧滑动阀芯15A的变形也极小。因此，能够抑制高压侧滑动阀芯15A的密封面的变形，能够更可靠地抑制主阀芯12的阀泄漏。

进而，在第一实施方式的流路切换阀1中，通过使主阀芯15在主阀室12内移动，从而能够选择性地得到多个如下的连通状态：经由高压侧U形转弯通路16A选择性地连通三个端口中的两个端口，并且经由低压侧U形转弯通路16B选择性地连通另外三个端口中的两个端口，并且三个端口中的另一个端口与另外三个端口中的另一个端口通过主阀壳体11内连通。

因此，在第一实施方式中，与使用了以往的滑动式主阀芯的流路切换阀相比，能够使设有端口的第一主阀座13及第二主阀座14、主阀芯15在轴线O方向上变短。因此，容易确保第一主阀座13及第二主阀座14的阀座面、主阀芯15的密封面的面精度、平面度。其结果是，能够防止流路切换阀1的阀泄漏，能够使高压的制冷剂在高压侧U形转弯通路16A稳定地流动，能够有助于进一步减少压力损失。

另外，在第一实施方式中，在高压侧滑动阀芯15A的突出部20的内周面形成顶端侧倾斜面部28a，并且形成基端侧倾斜面部28b，该基端侧倾斜面部28b接受来自制冷剂的向右方向的压力。因此，当制冷剂在主阀室12流动时，顶端侧倾斜面部28a和高压侧滑动阀芯15A的顶端部接受来自制冷剂的向左方向的压力，基端侧倾斜面部28b接受来自制冷剂的向右方向的压力。

即，高压侧滑动阀芯15A的突出部20从右侧和左侧双方接受高压制冷剂的压力，但是，如上所述，因为高压侧滑动阀芯15A的右表面侧与左表面侧的面积的差(Sb-Sa)而产生作用于高压侧滑动阀芯15A的压差。通过该压差，高压侧滑动阀芯15A的左表面(的环状密封面)被按压于第一主阀座13的阀座面。即，高压侧滑动阀芯15A的左表面被按压于第一主阀座13。

而且，低压侧滑动阀芯15B的基端侧倾斜面部28b成为描绘出沿着高压侧U形转弯通路16A上的流体的流动的曲线的曲面。即，基端侧倾斜面部28b通过将高压侧U形转弯通路16A的内壁面设为曲面，从而能够使高压的制冷剂在高压侧U形转弯通路16A顺畅地流动，能够进一步减少压损。

另外，在本实施方式中，在流路阀主体10内流动的流体(例如低压制冷剂)经由低压侧U形转弯通路16B流动，并且流体(例如中压制冷剂)在主阀室12内沿左右方向(直线状地)流动，通过这样，也能够降低压力损失。而且，在流路切换阀1中，将环状的密封部件即O型圈18设置在高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间，因此，能够更可靠地抑制阀泄漏。

除了上述以外，在将本发明的流路切换阀1使用在热泵式制冷制热系统等高温高压的制冷剂和低温低压的制冷剂流动的环境中的情况下，供高温高压的制冷剂流动的高压侧U形转弯通路16A与供低温低压的制冷剂流动的低压侧U形转弯通路16B例如可以不经过金属制的主阀座而远远地分离设置。因此，与高温高压的制冷剂和低温低压的制冷剂在经由金属制的主阀座彼此靠近的状态下流动的以往的装置相比，能够大幅的降低它们之间的热交换量(即热损失)。其结果是，也可得到能够进一步提高热泵式制冷制热系统100的效率的效果。

另外，在本发明的流路切换阀1的主阀芯15中，将高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B以背对背的状态配置，以使得高压侧U形转弯通路16A与低压侧U形转弯通路16B朝向相反反向。因此，被导入高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间的高压流体将高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B分别按压于第一主阀座13和第二主阀座14。

通过这样的高压流体的作用，也能够提高密封性，抑制阀泄漏。在此基础上，还能够降低高温高压的制冷剂与低温低压的制冷剂之间的热损失，因此，热泵式制冷制热系统100的效率也进一步提高。

[第二实施方式]

在第二实施方式的流路切换阀1中，基本的构成要素与上述第一实施方式的相同。因此，对于相同的构成要素标注相同的符号并省略说明，仅对不同点进行说明。

[构成]

如图7所示，在第二实施方式的流路切换阀1中，在高压侧滑动阀芯15A的相对的内周面设有桥接部19，该桥接部19在与主阀室12的轴线方向正交的方向上延伸。桥接部19设于高压侧滑动阀芯15A的基端部。

[作用和效果]

在第二实施方式的流路切换阀1中，在高压侧滑动阀芯15A的相对的内周面设置有在与主阀室12的轴线方向正交的方向上延伸的桥接部19，因此，能够提高高压侧滑动阀芯15A的刚性。因此，即使高压的制冷剂流动而对高压侧滑动阀芯15A施加较高的压力，高压侧滑动阀芯15A的变形量也是微小的，能够抑制高压侧滑动阀芯15A的密封面的变形，能够提高密封性。因此，能够抑制流路切换阀1的阀泄漏，实现热泵式制冷制热系统100的进一步效率提高。

如上所述，在流路切换阀1的主阀芯15中，将高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B以背对背的状态配置，以使得高压侧U形转弯通路16A和低压侧U形转弯通路16B朝向相反方向。因此，被导入高压侧滑动阀芯15A与低压侧滑动阀芯15B之间的高压流体将高压侧滑动阀芯15A和低压侧滑动阀芯15B分别按压至第一主阀座13和第二主阀座14。

除此之外，在第二实施方式的高压侧滑动阀芯15A中，由于将桥接部19设于基端部，因此，高压流体的压力对桥接部19作用，高压侧滑动阀芯15A的左表面被强力地按压于第一主阀座13。通过这样的高压流体的作用，主阀芯15的密封性提高，能够抑制其阀泄漏。在此基础上，还能够降低高温高压的制冷剂与低温低压的制冷剂之间的热损失，因此，热泵式制冷制热系统100的效率也进一步提高。

[其他实施方式]

以上说明的实施方式是作为本发明的实施方式的一例而呈现的，因此本发明的实施方式能够以其他的各种方式实施。例如，在第一实施方式中，对使用四通先导阀90在主阀室12内驱动主阀芯15的结构进行了说明，但也可以是，例如，代替四通先导阀90而使用电机在主阀室12内驱动主阀芯15的结构。

另外，只要使低压侧滑动阀芯15B滑动自如地嵌合在高压侧滑动阀芯15A的外侧，则高压侧滑动阀芯15A、低压侧滑动阀芯15B的结构、形状、尺寸等可以进行适当的变更。

符号说明

1 流路切换阀

10 流路阀主体

11 主阀壳体

11A 上端侧盖部件

11B 下端侧盖部件

12 主阀室

13 第一主阀座

14 第二主阀座

15 主阀芯

15A 高压侧滑动阀芯

15B 低压侧滑动阀芯

15a 内凸缘状部

15b 凸部

16A 高压侧U形转弯通路

16B 低压侧U形转弯通路

18 O型圈

19 桥接部

20 突出部

21 第一活塞

22 第二活塞

25 连结体

25A、25B 连结板

26 内周台阶部

27 外周台阶部

28a 顶端侧倾斜面部

28b 基端侧倾斜面部

31 第一工作室

32 第二工作室

90 四通先导阀

pA、pB、pC、pD、pE、pF 端口

100 热泵式制冷制热系统

Claims (7)

1.一种流路切换阀，其特征在于，具备：

主阀壳体，该主阀壳体划分出主阀室；以及

滑动式的主阀芯，该主阀芯能够沿轴线方向移动地配置在所述主阀室内，

在所述主阀室中，三个端口在轴线方向上排列并开口，并且，在所述三个端口的相对于轴线的相反侧，另外三个端口在轴线方向上排列并开口，通过使所述主阀芯在所述主阀室内移动而对连通的端口间进行切换，

所述主阀芯具有低压侧滑动阀芯和筒状的高压侧滑动阀芯，该低压侧滑动阀芯滑动自如地嵌合在所述高压侧滑动阀芯的外侧，

在所述高压侧滑动阀芯与所述低压侧滑动阀芯之间设置环状的密封部件，

通过所述高压侧滑动阀芯的内周面和所述低压侧滑动阀芯的外周面划分出供高压的流体导入的高压侧U形转弯通路，

在所述低压侧滑动阀芯设置向所述高压侧滑动阀芯的内周面侧突出的凸部，

通过用所述凸部以及所述高压侧滑动阀芯的内周面包围而划分出供高压的流体导入的高压侧U形转弯通路。

2.根据权利要求1所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述高压侧滑动阀芯的内周面形成桥接部，该桥接部将在与所述主阀室的轴线正交的方向上相对的内周面彼此相连。

3.根据权利要求1或2所述的流路切换阀，其特征在于，

当将所述高压侧滑动阀芯中的所述低压侧滑动阀芯侧的端部设为顶端部，将与该顶端部相反的一侧的端部设为基端部时，将沿着所述主阀室的轴线方向的方向的尺寸作为壁厚尺寸，将所述基端部的壁厚尺寸设为比所述顶端部的壁厚尺寸大。

4.根据权利要求1或2所述的流路切换阀，其特征在于，

通过使所述主阀芯在所述主阀室内移动，从而能够选择性地得到多个如下的连通状态：经由供相对高压的流体导入的高压侧U形转弯通路选择性地连通所述三个端口中的两个端口，并且经由供相对低压的流体导入的低压侧U形转弯通路选择性地连通所述另外三个端口中的两个端口，并且所述三个端口中的另一个端口与所述另外三个端口中的另一个端口通过所述主阀壳体内连通。

5.根据权利要求1或2所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述低压侧滑动阀芯和所述高压侧滑动阀芯中，在所述低压侧滑动阀芯与所述高压侧滑动阀芯重合的部分，以彼此相对的方式形成具有台阶的内周台阶部和外周台阶部，

在所述内周台阶部与所述外周台阶部之间配置所述密封部件。

6.根据权利要求1或2所述的流路切换阀，其特征在于，

当将所述高压侧滑动阀芯中的所述低压侧滑动阀芯侧的端部设为顶端部，将与该顶端部相反的一侧的端部设为基端部时，在所述高压侧滑动阀芯的内周面的顶端部侧形成顶端侧倾斜面部，并且在所述高压侧滑动阀芯的内周面形成基端侧倾斜面部，该基端侧倾斜面部具有与所述顶端侧倾斜面部相反的倾斜。

7.根据权利要求6所述的流路切换阀，其特征在于，

所述基端侧倾斜面部的倾斜面被设为曲面。

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