CN115126898A - 滑动式切换阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种滑动式切换阀。在滑动式切换阀中，通过抑制因阀芯的滑动方向的不同而产生的作用力的偏差，并且使阀芯向阀座部的按压载荷稳定，从而得到良好的动作性和密封性。具备中空筒状的阀主体(1)和设置于阀主体(1)并具有多个阀口(4C、4S、4E)的阀座部件(4)。另外，具备沿轴线(X)方向滑动自如地设置在阀主体(1)的内部的阀芯(2)和朝向阀座部件(4)对阀芯(2)进行施力的板簧(3)。板簧(3)具备：基部(31)，其安装于阀芯(2)的顶部；延伸部(32)，其从基部(31)沿与轴线(X)方向交叉的交叉面内向径向的外侧延伸；以及接触部(33)，其设置于延伸部(32)的前端，且能够与阀主体(1)的内周面接触。

Description

滑动式切换阀

技术领域

本发明涉及适用于空调机等冷冻循环系统的滑动式切换阀。

背景技术

以往，作为在制冷循环等中切换制冷剂的流路的切换阀，已知有具备筒状的阀主体、滑动自如地设置于阀主体内部的碗状的阀芯、以及固定于阀主体并具有多个阀口的阀座部的滑动式切换阀(专利文献1)。而且，在阀芯上固定有施力部件，通过该施力部件对阀芯朝向阀座部进行施力，由此对阀座部的座面施加按压载荷。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-200155号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在上述以往的切换阀中，施力部件为从阀芯的顶部向滑动方向的一侧以及另一侧延伸的V字形状，一侧以及另一侧的前端与阀主体的内周面滑动接触。因此，施力部件的前端容易勾挂于阀主体的内周面，并且由于阀芯的滑动方向的不同而V字状部张紧时载荷变强，在释放时载荷变弱，作用力产生偏差，阀芯的密封性有可能变得不稳定。

本发明的课题在于，在滑动式切换阀中，通过抑制因阀芯的滑动方向的不同而产生的作用力的偏差，并且使阀芯的向阀座部的按压载荷稳定来获得相对于阀芯的阀座部的良好的动作性和密封性。

用于解决课题的方案

本发明的滑动式切换阀具备：中空筒状的阀主体；阀座部，其设置于上述阀主体并具有多个阀口；阀芯，其沿轴线方向滑动自如地设置在上述阀主体的内部；以及施力部件，其朝向上述阀座部对该阀芯进行施力，上述滑动式切换阀的特征在于，上述阀芯形成为朝向上述阀座部开口的碗状，并且该阀芯的开口端缘成为与上述阀座部的密封面滑动接触的密封部，上述施力部件具有：安装部，其安装于上述阀芯的与上述密封部相反的一侧的顶部；延伸部，其从该安装部沿与上述轴线方向交叉的交叉面内向径向外侧延伸；以及接触部，其设置于该延伸部的前端，且能够与上述阀主体的内周面接触。

此时，优选滑动式切换阀的特征在于，上述施力部件的上述延伸部具有与上述安装部连接的基端部和从该基端部折回并向相反侧延伸的折回部，在该折回部的前端设置有上述接触部。

另外，优选滑动式切换阀的特征在于，上述施力部件由上述安装部、上述延伸部以及上述接触部成为一体的板簧构成。

另外，优选滑动式切换阀的特征在于，上述施力部件的上述接触部朝向上述阀主体的上述内周面形成为凸出的球面状。

另外，优选滑动式切换阀的特征在于，上述施力部件的上述接触部沿上述轴线方向设置于多个部位。

另外，优选滑动式切换阀的特征在于，上述施力部件的上述安装部形成为沿上述轴线方向延伸的板状，在其中央部一处固定于上述阀芯，在该阀芯设有与上述安装部的侧端缘抵接并限制旋转的限制部。

发明的效果

根据本发明的滑动式切换阀，能够抑制阀芯的滑动方向的不同所引起的作用力的偏差，并且施力部件的前端能够不易勾挂于阀主体的内周面，通过使阀芯向阀座部的按压载荷稳定，能够得到阀芯相对于阀座部的良好的动作性和密封性。

附图说明

图1是本发明的实施方式的滑动式切换阀的第一状态的纵剖视图。

图2是实施方式的滑动式切换阀的第二状态的纵剖视图。

图3是图1的A-A向视剖视图。

图4是实施方式的滑动式切换阀中的阀芯的立体图以及俯视图。

图5是实施方式的滑动式切换阀中的板簧(施力部件)的接触部侧立体图、俯视图以及安装部侧立体图。

图6是实施方式的滑动式切换阀中的变形例的板簧(施力部件)的俯视图、与A－A相当的剖视图以及阀芯的俯视图。

图中：

1—阀主体，1A—阀室，11—侧壁部，12—底部，13E—第一端口，13C—第二端口，13S—出口端口，13D—入口端口，2—阀芯，21—鼓出部，21a—凸台部，21b—限制部，23—导向轴，23a—内螺纹部，3—板簧(施力部件)，31—基部(安装部)，32—延伸部，33—接触部，4—阀座部件(阀座部)，4A—阀座面，4B—固定面，5—壳体，51E—壳体侧流路，51C—壳体侧流路，51S—壳体侧流路，51D—壳体侧流路，6—支架部，61—阀导向部，62—轴承部，63—固定盖，7—磁转子，71—转子轴，71a—外螺纹部，8—定子线圈。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的滑动式切换阀的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式的滑动式切换阀的第一状态的纵剖视图，图2是实施方式的滑动式切换阀的第二状态的纵剖视图，图3是图1的A-A向视剖视图，图4是实施方式的滑动式切换阀中的阀芯的立体图以及俯视图，图5是实施方式的滑动式切换阀中的板簧(施力部件)的接触部侧立体图、俯视图以及安装部侧立体图。另外，以下的说明中的“上下”的概念与图1以及图2的附图中的上下对应。

如图1所示，该滑动式切换阀具备阀主体1、阀芯2、作为“施力部件”的板簧3、作为“阀座部”的阀座部件4、壳体5、支架部6、磁转子7以及定子线圈8。

阀主体1通过树脂成形而形成为大致圆筒形状，在其内侧具有大致圆柱状的阀室1A。另外，阀主体1具有与轴线X平行的与阀芯2的滑动方向平行的侧壁部11和与该侧壁部11交叉的底部12。并且，在阀主体1的侧壁部11设置有第一端口13E、出口端口13S以及第二端口13C，而且，在阀主体1的上述底部12设置有入口端口13D。此外，第一端口13E、出口端口13S以及第二端口13C在侧壁部11的一部分沿着阀芯2的滑动方向设置为一条直线状。另外，在阀主体1的外侧面形成有卡合突起1B，通过与卡合槽5B卡合来限制阀主体1相对于壳体5的旋转位置。由此，能够容易地进行阀主体1的第一端口13E、出口端口13S以及第二端口13C与后述的壳体5侧的壳体侧流路51E、51S、51C的相对位置的对位等，阀主体1相对于壳体5的组装变得容易。此外，也可以在阀主体1侧设置卡合槽，通过在壳体5侧设置卡合突起来限制阀主体1相对于壳体5的旋转位置。此外，在本方式中，材质为聚苯硫醚(PPS)等树脂，但除此之外，也可以由黄铜、铁、铝、不锈钢等金属等适当的材质构成。

阀芯2主要是聚苯硫醚(PPS)等树脂制，具有朝向阀座部件4(阀座部)开口的碗状的鼓出部21和从鼓出部21向支架部5侧延伸设置的钩部22，在鼓出部21的内侧形成有碗状凹部21A。另外，鼓出部21的开口端缘为与阀座部件4的“密封面”即阀座面4A滑动接触的密封部2B。而且，阀芯2在图1的下侧(第一状态)的切换的端部位置，通过碗状凹部21A使出口端口13S与第一端口13E连通。此时，第二端口13C在阀室1A内与入口端口13D连通。另外，阀芯2在图2的上侧(第二状态)的切换的端部位置，通过碗状凹部21A使出口端口13S与第二端口13C连通。此时，第一端口13E在阀室1A内与出口端口13D连通。

另外，阀芯2的钩部22与沿轴线X延伸的圆角棱柱状的导向轴23的端部卡合。即，导向轴23嵌插于支架部6并在阀芯2侧的外周具有卡合槽231，一对阀芯2的钩部22与卡合槽231卡合。而且，在导向轴23的中心形成有与轴线X同轴的内螺纹部23a及其螺纹孔。并且，在阀芯2的鼓出部21的顶部安装有作为“施力部件”的板簧3。

板簧(3)(施力部件)具有：作为“安装部”的基部(31)，其安装于阀芯(2)中的与密封部(2B)相反的一侧的顶部；一对延伸部(32)，其从基部(31)沿与轴线(X)方向交叉的交叉面内向径向的外侧延伸；以及凸状的接触部(33)，其设置于延伸部(32)的前端，且能够与阀主体(1)的内周面接触，基部(31)、延伸部(32)以及接触部(33)由SUS、特殊钢等弹簧用钢带的材料通过冲压成形等而形成为一体。此外，“径向”是指以轴线X为中心的圆周的半径方向。

在阀芯2的顶部的中央形成有凸起部21a，并且在该凸起部21a的旁边形成有与滑动方向(轴线X方向)平行地延伸设置的限制部21b。另外，在板簧3的基部31的轴线X方向的中央形成有安装孔34。并且，凸台部21a与基部31的中央部1处的安装孔34卡合，通过因使接触部33与阀主体1的内周面抵接而产生的延伸部32的弹性力，板簧3(基部31)固定于阀芯2的顶部，并且阀芯2的密封部2B被阀座部件4的阀座面4A按压。另外，板簧3的基部31的一侧缘与限制部21b抵接，由此板簧3的旋转被限制。此外，板簧3向阀芯2的顶部的固定既可以与上述方法无关地利用粘接剂进行固定，也可以利用热将凸台部21a熔化而使其熔接，只要通过适当的方法进行固定即可。

另外，在本实施方式中，板簧3(施力部件)的延伸部32具有与基部31(安装部)连接的基端部32a和从基端部32a折回并向相反侧延伸的折回部32b。并且，在折回部32b的前端设置有接触部33。

在阀主体1的阀室1A内，具备作为“滑动接触部件”的阀座部件4，该阀座部件4由利用粘接剂等粘接固定于阀主体1、或者与阀主体1一起嵌入成形并固定的薄型金属板构成，并通过冲压成形等加工，并且在阀主体1的与底部12相反侧的端部固定有外壳15。阀座部件4的轴线X侧的面成为阀芯2滑动接触的作为“滑动接触面”的阀座面4A，并且在该阀座部件4形成有与第一端口13E对置的阀口4E、与出口端口13S对置的阀口4S、与第二端口13C对置的阀口4C。另外，在阀口4S、4E、4C的阀座面4A侧的内周缘形成有由圆弧面(R面)、锥形面构成的倒角，在阀芯2在阀座面4A上滑动时，阀芯2不会勾挂于阀口4S、4E、4C的边缘而能够得到稳定的动作。此外，阀座部件4的材质只要由黄铜、铁、铝、不锈钢等金属等适当的材质构成即可。另外，加工方法除了冲压成形之外，也可以从板材通过切削加工进行加工。

壳体5为铝压铸制，具有以轴线X为中心的大致圆筒形状的收纳室5A，在该收纳室5A内收纳有阀主体1。壳体5在内周具有与阀主体1的卡合突起1B卡合的卡合槽5B。此外，阀主体1与壳体5之间在预定位置被O形环10密封。另外，在壳体5形成有在收纳室5A的侧壁部开口的壳体侧流路51E、51S、51C，经由阀主体1与壳体5之间的间隙，分别与阀主体1侧的第一端口13E、出口端口13S及第二端口13C连通。另外，在壳体5的与阀主体1的底部12对置的位置形成有壳体侧流路51D，经由入口端口13D与阀室1A连通。

支架部6主要由树脂制成，由大致圆柱状的阀导向部61、形成于阀导向部61的上端部的轴承部62、以及通过嵌件成型而设置于阀导向部61的外周的金属制且大致圆盘状的固定盖63构成。并且，支架部6通过焊接固定于经由固定盖63固定于阀主体1的外壳15的上端部。此外，在壳体5的上端部与固定盖63之间嵌合有固定壳体5与阀主体1的C形环20。在阀导向部61形成有与轴线X同轴且圆角的棱柱空洞的导向孔61a。并且，在导向孔61a内插通有与阀芯2的钩部22卡合的导向轴23。

另外，在固定盖63上固定有将阀主体的阀室1A及外壳15的内部密闭的壳64，在该壳64内收纳有磁转子7。在磁转子7的中心安装有转子轴71，在转子轴71的阀芯2侧的外周形成有与卡合于阀芯2的导向轴23的内螺纹部23a螺纹结合的外螺纹部71a。另外，该转子轴71由支架部6的轴承部62支承。由此，磁转子7转动自如地支撑在壳64内。此外，在导向孔61a的上部，在轴承部62与转子轴71的凸缘部72之间、以及磁转子7与轴承部62之间配设有滑动垫圈66、67。

定子线圈8通过在树脂制的绕线管81上卷绕安装线圈82A、82B而在轴线X方向上层叠一对线圈部而构成，在绕线管81上通过模制成形而一体地组装有具有磁极齿83a的磁轭(磁轭)83。另外，定子线圈8在中央具有以轴线X为中心的圆柱形状的嵌插孔8H，在该嵌插孔8H的内周面的一部分配置有磁轭83的磁极齿83a。并且，定子线圈8通过阀主体1的壳64嵌插在嵌插孔8H内而安装于阀主体1。由此，定子线圈8的磁极齿83a与壳64的外周面对置配置。

通过以上的结构，通过向定子线圈8的线圈82A、线圈82B施加脉冲输出，从而线圈82A、线圈82B产生磁力线。由此，磁极齿83a的磁极(N、S极)交替地变化，对磁转子7产生磁吸引力和磁排斥力，磁转子7和转子轴71旋转。由此，利用基于转子轴71的外螺纹部71a和与阀芯2卡合的导向轴23的内螺纹部23a的螺纹进给机构，该导向轴23在轴线X方向上移动，阀芯2与该导向轴23一起在轴线X方向上滑动。并且，从图1的第一状态向图2的第二状态、或者从图2的第二状态向图1的第一状态切换流路。

壳体侧流路51D与压缩机的排出口连接，将高温高压的制冷剂导入阀主体1的阀室1A，壳体侧流路51S与压缩机的吸入口连接，使制冷剂返回压缩机。另外，壳体侧流路51E与制冷循环的蒸发器连通，壳体侧流路51C与制冷循环的冷凝器连通。并且，在图1的第一状态下，从入口端口13D流入的高温制冷剂经由阀室1A流向第二端口13C，在图2的第二状态下，从入口端口13D流入的高温制冷剂经由阀室1A流向第一端口13E。

如上所述，作为“施力部件”的板簧3具有：基部31(安装部)，其安装于阀芯2中的与密封部2B相反的一侧的顶部；延伸部32，其从基部31沿与轴线X方向交叉的交叉面内向径向的外侧延伸；以及接触部33，其设置于延伸部32的前端，且能够与阀主体1的内周面接触。因此，能够从阀芯2的顶部向阀座面4A侧施加作用力。另外，由于与滑动方向交叉而与阀主体1的内周面接触，因此能够抑制由于阀芯的滑动方向的不同而产生的作用力的偏差，并且能够使板弹簧3的前端不易勾挂于阀主体1的内周面。因此，阀芯2的密封部2B能够使按压阀座部件4的阀座面4A的载荷稳定，密封部2B与阀座面4A的滑动阻力也稳定，因此能够得到阀芯2与阀座部件4的良好的动作性和密封性。另外，不需要使促动器大型化，能够使促动器小型化。另外，若主体1的内周面的与接触部33接触的部位由相对于阀座面4A平行的平面形成，则能够抑制阀芯2工作时的板簧3的作用力的变化，因此优选。

另外，在本实施方式中，板簧3(施力部件)的伸出部32具有与基部31(安装部)连接的基端部32a和从基端部32a折回并向相反侧延伸的折回部32b。并且，在折回部32b的前端设置有接触部33。这样，延伸部32形成为具有基端部32a和折回部32b的“く字状”，因此通过改变“く字”的高度或延伸部32的长度，容易调整赋予阀芯2的按压载荷。另外，板簧3一体地形成有基部31(安装部)、延伸部32以及接触部33。因此，能够实现板簧3的小型化。此外，在本实施方式中，板簧3的基部31与延伸部32以及接触部33一体地形成，但也可以将基部31和延伸部32以及接触部33作为独立的部件，通过焊接等将延伸部32固定在板状的基部31之上。另外，板簧3的接触部33朝向阀主体1的内周面形成为凸出的球面状。这样，由于接触部33形成为球面状，因此在接触部33与阀主体1的内周面抵接而沿滑动方向移动时，更不易勾挂。另外，若与阀主体1的内周面抵接的球面状的凸的中心形成为位于阀芯2的密封部2B中的轴线中心线上，则容易从阀芯2的顶部对密封部2B垂直地施加按压载荷，因此对密封部2B整个面赋予均匀的按压载荷，得到阀芯2与阀座部件4的更良好的动作性和密封性，因此优选。另外，在本方式中，接触部33朝向阀主体1的内周面形成为凸出的球面状，但若朝向主体1的内周面形成凹部或开口部，将SUS等球固定于该凹部或开口部，使球的球面接触，则与阀主体1的内周面的滑动阻力进一步变小，因此优选。

另外，板簧3的接触部33沿轴线X方向设置于多个部位(两处)。这样，由于设置有多个接触部33，因此接触部33的每一个部位所需的按压载荷变小。因此，能够实现板簧3的薄板化，并且密封部2B与阀座面4A、接触部33与阀主体1的内周面的滑动阻力变小，能够抑制各滑动面的磨损。另外，板簧3的基部31(安装部)形成为沿轴线X方向延伸的板状，在其中央部一处固定于上述阀芯2。而且，在阀芯2设置有与基部31的侧端缘抵接并限制旋转的限制部21b。这样，由于基部31形成为沿轴线X方向延伸的板状，因此能够增大与阀芯2的设置面积，因此能够对密封部2B整个面均匀地施加按压载荷。另外，由于设置有限制部21b，因此即使阀芯2工作，板簧3也不会偏移。

图6是实施方式的滑动式切换阀的变形例的板簧(滑动接触部件)的俯视图、相当于A-A剖视图以及阀芯的俯视图。在该变形例中，在阀芯2的顶部具备作为“施力部件”的板簧9。板簧9具有：作为“安装部”的基部91，其安装于阀芯2中的与密封部2B相反的一侧的顶部；两对(四组)延伸部92，其从基部91沿与轴线X方向交叉的交叉面内向径向的外侧延伸；以及凸状的两对(四组)接触部93，其设置于延伸部92的前端，且能够与阀主体1的内周面接触。另外，在板簧9的基部91的轴线X方向的中央形成有安装孔94。并且，凸台部21a与基部91的中央部一处的安装孔94卡合，通过使接触部93与阀主体1的内周面抵接而产生的延伸部92的弹性力，板簧9(基部91)固定于阀芯2的顶部，并且阀芯2的密封部2B被按压于阀座部件4的阀座面4A。在该变形例中，板簧9的两对(四组)延伸部92形成于相对于轴线X对称的位置，因此四个接触部93能够在阀主体1的内周面以均等的位置接触，能够使阀芯2的姿势稳定。

以上，参照附图对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体的结构不限于这些实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等也包含在本发明中。

Claims (6)

1.一种滑动式切换阀，具备：中空筒状的阀主体；阀座部，其设置于上述阀主体并具有多个阀口；阀芯，其沿轴线方向滑动自如地设置在上述阀主体的内部；以及施力部件，其朝向上述阀座部对该阀芯进行施力，

上述滑动式切换阀的特征在于，

上述阀芯形成为朝向上述阀座部开口的碗状，并且该阀芯的开口端缘成为与上述阀座部的密封面滑动接触的密封部，

上述施力部件具有：安装部，其安装于上述阀芯的与上述密封部相反的一侧的顶部；延伸部，其从该安装部沿与上述轴线方向交叉的交叉面内向径向外侧延伸；以及接触部，其设置于该延伸部的前端，且能够与上述阀主体的内周面接触。

2.根据权利要求1所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述施力部件的上述延伸部具有与上述安装部连接的基端部和从该基端部折回而向相反侧延伸的折回部，在该折回部的前端设置有上述接触部。

3.根据权利要求1或2所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述施力部件由上述安装部、上述延伸部以及上述接触部成为一体的板簧构成。

4.根据权利要求1～3任一项中所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述施力部件的上述接触部朝向上述阀主体的上述内周面形成为凸出的球面状。

5.根据权利要求1～4任一项中所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述施力部件的上述接触部沿上述轴线方向设置于多个部位。

6.根据权利要求1～5任一项中所述的滑动式切换阀，其特征在于，

上述施力部件的上述安装部形成为沿上述轴线方向延伸的板状，在其中央部一处固定于上述阀芯，在该阀芯设置有与上述安装部的侧端缘抵接并限制旋转的限制部。

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