JP2017223249A - スライド式切換弁及び冷凍サイクルシステム - Google Patents

Abstract

【課題】冷却モード及び加温モードにおける高圧側流体の流量低下を抑制することができるスライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムを提供する。【解決手段】四方切換弁１０は、円筒状の弁本体１１と、この弁本体１１の内部にスライド自在に設けられた弁体１２と、を備え、弁体１２の弁部材２４は、椀部２５とフランジ部２６とを有し、フランジ部２６には、椀部２５の周辺にて厚肉状に形成された厚肉部２７と、厚肉部２７から軸方向一方側及び他方側に延びて厚肉部２７よりも薄く形成された薄肉部２８と、が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、スライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムに関する。

従来、ルームエアコン等の空気調和機で利用される冷凍サイクルとして、冷却モード（冷房）運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器を経由して冷媒を圧縮機に環流させ、加温モード（暖房）運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、及び室外熱交換器を経由して冷媒を圧縮機に環流させるように、冷媒の環流方向を逆転させるものが利用されている。このような冷凍サイクルにおける冷媒の環流経路を逆転させる流路切換弁（所謂、四方切換弁）として、弁本体の内部にスライド自在に設けられた弁体を備えたスライド式切換弁が広く用いられている。

スライド式切換弁の弁本体には、圧縮機の吐出口にＤ継手を介して接続されて高圧冷媒を流入させる流入ポートと、圧縮機の吸入口にＳ継手を介して接続されて冷媒を圧縮機に還流させる流出ポートと、室内熱交換器にＥ継手を介して接続される室内側ポートと、室外熱交換器にＣ継手を介して接続される室外側ポートと、が設けられている。そして、スライド式切換弁は、一方側にスライドさせた弁体の弁部材によって流出ポートと室内側ポートとを連通させるとともに、弁本体内部によって流入ポートと室外側ポートとを連通させる冷却モードと、他方側にスライドさせた弁部材によって流出ポートと室外側ポートとを連通させるとともに、弁本体内部によって流入ポートと室内側ポートとを連通させる加温モードと、が切り替えられるようになっている。

このようなスライド式切換弁として、冷却モードと加温モードとの切り換え時における切換え不良の防止と、異常圧力上昇による機器停止の防止とを意図した構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載された従来のスライド式切換弁は、椀部（凹部）とフランジ部とを有した合成樹脂製の弁部材（摺動弁体）を備え、フランジ部の両端部の幅方向中間部に切欠き穴部が形成されている。これらの切欠き穴部は、モード切り換え時の中間位置において、流入ポートと流出ポートとを室内側ポート及び室外側ポートを介してバイパス連通させることで、異常な圧力上昇が抑制され、圧縮機が停止する事態が防止されるようになっている。また、従来のスライド式切換弁では、切欠き穴部の大きさを適宜に設定することで、弁部材の中間位置において、バイパス連通させた流入ポートから流出ポートに流出させる中間流体の流量が過剰になることが抑制される。このように中間流量を制御することで、モード切り換え時の高圧側と低圧側との圧力差の低下を抑え、弁体の切換え不良が防止されるようになっている。

実開昭６２−９８８７２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来のスライド式切換弁では、モード切り換え時の異常圧力上昇と切換え不良の改善が図られているものの、冷却モード及び加温モードにおける高圧側流体の流量低下が生じてしまう可能性がある。すなわち、前述したように、弁部材のフランジ部がスライド方向に延長されたことによって、加温モード時には一方側のフランジ部によって室内側ポートの一部が覆われ、冷却モード時には他方側のフランジ部によって室外側ポートの一部が覆われ、流入ポートから室内側ポートや室外側ポートへ向かう高圧側流体の流路抵抗が増大することとなる。

本発明の目的は、冷却モード及び加温モードにおける高圧側流体の流量低下を抑制することができるスライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムを提供することである。

本発明のスライド式切換弁は、筒状の弁本体と、該弁本体の内部にて軸方向に沿ってスライド自在に設けられた弁体と、前記弁本体の周面に開口して設けられた複数のポートと、を備えたスライド式切換弁であって、前記複数のポートは、前記弁本体の内部に流体を流入させる流入ポートと、該流入ポートに対して前記弁本体の径方向反対側に設けられる第一ポートと、前記第一ポートの前記軸方向一方側に設けられる第二ポートと、前記第一ポートの前記軸方向他方側に設けられる第三ポートと、を有し、該第一、第二、第三の各ポートが前記弁本体の弁座に開口して設けられ、前記弁体は、前記軸方向一方側にスライドして前記第一ポートと前記第二ポートとを連通させる第一位置と、前記軸方向他方側にスライドして前記第一ポートと前記第三ポートとを連通させる第二位置と、の間を移動することで流路を切り換える弁部材を有して構成され、前記弁部材は、前記弁座に向かって開口するドーム状の椀部と、該椀部の開口縁から外方に延びるフランジ部と、を有して形成され、前記フランジ部には、前記弁座に摺接する平坦な摺接面と、前記椀部の周辺にて厚肉状に形成された厚肉部と、該厚肉部から前記軸方向一方側及び他方側に延びて該厚肉部よりも前記摺接面の反対面側が薄く形成された薄肉部と、が設けられていることを特徴とする。

このような本発明によれば、弁部材のフランジ部において軸方向一方側及び他方側に延びる薄肉部が形成されていることで、薄肉部の上面側（摺接面の反対面側）に流体を通過させることができる。従って、フランジ部が軸方向（スライド方向）の一方側及び他方側に延長され、第二ポート及び第三ポートの一部を覆うとしても、薄肉部の上面側を通過させた流体を第二ポートや第三ポートへ向かって流しやすくなることから、高圧側の流体の流量低下を抑制することができる。

この際、前記フランジ部における前記摺接面の反対面側において、前記厚肉部と前記薄肉部との間に段差が設けられるか、又は、前記厚肉部から前記薄肉部に向かって傾斜が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、厚肉部から薄肉部に向かって段差や傾斜が設けられていることで、流体の流れを阻害しにくくできることから、高圧側の流体の流路抵抗を低減することができる。

さらに、前記フランジ部における前記摺接面の反対面側において、前記薄肉部の端縁には面取り部が設けられていることが好ましい。

この構成によれば、薄肉部の端縁には面取り部が設けられていることで、薄肉部の上面側を通過させた流体を第二ポートや第三ポートへ向かって円滑に案内することができ、高圧側の流体の流路抵抗をより一層低減することができる。

また、前記フランジ部の前記軸方向の長さ寸法は、前記第二ポート及び前記第三ポートの最外縁間距離よりも大きく形成され、該フランジ部における前記軸方向一方側及び他方側の両端縁には、前記椀部に向かって凹んだ凹部が形成され、前記第一位置と前記第二位置との中間位置に前記弁体が位置した際に、前記軸方向一方側の凹部が前記第二ポートに連通するとともに、前記軸方向他方側の凹部が前記第三ポートに連通することが好ましい。

この構成によれば、フランジ部の長さ寸法が第二ポート及び第三ポートの最外縁間距離よりも大きく形成されるとともに、フランジ部における軸方向一方側及び他方側の両端縁に凹部が形成され、モード切り換え時の中間位置において一方側の凹部が第二ポートに連通し、他方側の凹部が第三ポートに連通することで、モード切換え不良及び異常圧力上昇を防止することができる。

本発明の冷凍サイクルシステムは、流体である冷媒を圧縮する圧縮機と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段と、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスライド式切換弁と、を備えたことを特徴とする。

このような本発明の冷凍サイクルシステムによれば、冷却モード運転時及び加温モード運転時において、前述と同様に、スライド式切換弁における高圧側の冷媒の流量低下を抑制することができる。従って、冷凍サイクルの運転効率を向上させてエネルギー消費効率の向上を図ることができる。

本発明のスライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムによれば、冷却モード及び加温モードにおける高圧側の流量低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る冷凍サイクルの概略構成図である。 前記冷凍サイクルに用いられる第１実施形態のスライド式切換弁を示す断面図である。 前記スライド式切換弁に用いられる弁部材を示す斜視図である。 前記スライド式切換弁における流体の流れを示す断面図である。 前記スライド式切換弁における流体の流れを示す断面図であり、図４に矢視Ｖ−Ｖ線で示す断面図である。 前記冷凍サイクルに用いられる第２実施形態のスライド式切換弁を示す断面図である。 前記スライド式切換弁に用いられる弁部材を示す斜視図である。 前記スライド式切換弁における流体の流れを示す断面図である。 前記スライド式切換弁における流体の流れを示す断面図であり、図８に矢視ＩＸ−ＩＸ線で示す断面図である。 前記スライド式切換弁におけるモード切り換え状態を示す平面図である。 本発明の変形例に係るスライド式切換弁の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の他の変形例に係るスライド式切換弁の一部を拡大して示す断面図である。

次に、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本実施形態の冷凍サイクル１は、ルームエアコン等の空気調和機に利用されるものであって、冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器としての室外熱交換器３と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器としての室内熱交換器４と、室外熱交換器３と室内熱交換器４との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段としての膨張弁５と、スライド式切換弁である四方切換弁１０と、四方切換弁１０の流路を切換え制御するパイロット電磁弁６と、を備え、これらが冷媒配管によって連結されている。なお、膨張手段としては、膨張弁５に限らず、キャピラリでもよい。

この冷凍サイクル１は、加温モード（暖房運転）において、圧縮機２、四方切換弁１０、室内熱交換器４、膨張弁５、室外熱交換器３、四方切換弁１０及び圧縮機２の順に冷媒が流れる暖房サイクルを構成する。一方、図１に示す冷却モード（冷房運転）において、圧縮機２、四方切換弁１０、室外熱交換器３、膨張弁５、室内熱交換器４、四方切換弁１０及び圧縮機２の順に冷媒が流れる冷房サイクルを構成する。この暖房サイクルと冷房サイクルとの切換えは、パイロット電磁弁６による四方切換弁１０の切換え動作によって行われる。

本発明の第１実施形態に係る四方切換弁を図２〜５に基づいて説明する。図２に示すように、第１実施形態の四方切換弁１０は、円筒状の弁本体１１と、この弁本体１１の内部にスライド自在に設けられた弁体１２と、圧縮機２の吐出口に連通する高圧側導管（Ｄ継手）１３と、圧縮機２の吸込口に連通する低圧側導管（Ｓ継手）１４と、室内熱交換器４に連通する室内側導管（Ｅ継手）１５と、室外熱交換器３に連通する室外側導管（Ｃ継手）１６と、を備えて構成されている。

円筒状の弁本体１１は、その軸方向両端部を塞ぐ栓体１７，１８と、弁本体１１の内部に固定された弁座１９と、を有し、全体に密閉されたシリンダーとして構成されている。栓体１７，１８には、それぞれパイロット電磁弁６に連通された導管１７Ａ，１８Ａが接続されている。弁座１９には、低圧側導管１４、室内側導管１５、及び室外側導管１６の先端が挿入されるとともに、後述する第一〜第三のポート１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄを構成する開口が設けられている。弁座１９の内面は、弁体１２をスライド案内する案内面１９Ａとなっている。

弁本体１１には、その周面に開口した複数のポート１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが形成されている。すなわち、高圧側導管１３が接続されて弁本体１１の内部に高圧冷媒Ｈ（流体）を流入させる流入ポート１１Ａと、流入ポート１１Ａに対して弁本体１１の径方向反対側にて弁座１９に開口する第一ポート１１Ｂ、第二ポート１１Ｃ、及び、第三ポート１１Ｄと、が設けられている。第一ポート１１Ｂは、流入ポート１１Ａに対向して弁本体１１の軸方向略中央に設けられ、第二ポート１１Ｃは、弁本体１１の軸方向に沿って第一ポート１１Ｂの一方側（図２の左側）に隣り合って設けられ、第三ポート１１Ｄは、弁本体１１の軸方向に沿って第一ポート１１Ｂの他方側（図２の右側）に設けられている。

第一ポート１１Ｂには、低圧側導管１４が接続されて低圧冷媒Ｌ（流体）を流出させることで、当該第一ポート１１Ｂが流出ポートを構成する。第二ポート１１Ｃには、室内側導管１５が接続されることで、当該第二ポート１１Ｃが室内側ポートを構成し、第三ポート１１Ｄに室外側導管１６が接続されることで、当該第三ポート１１Ｄが室外側ポートを構成している。高圧側導管１３は、流入ポート１１Ａ周辺の弁本体１１にろう付け固定され、低圧側導管１４、室内側導管１５及び室外側導管１６は、それぞれ第一〜第三のポート１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄ周辺の弁本体１１及び弁座１９にろう付け固定されている。

弁体１２は、弁本体１１の内周面に摺接する左右一対のピストン体２１，２２と、一対のピストン体２１，２２を連結して弁本体１１の軸方向に沿って延びる連結部材２３と、連結部材２３に支持される弁部材２４と、を有して構成されている。弁本体１１の内部空間は、一対のピストン体２１，２２間に形成される高圧室Ｒ１と、一方のピストン体２１と栓体１７との間に形成される第一作動室Ｒ２と、他方のピストン体２２と栓体１８との間に形成される第二作動室Ｒ３と、に仕切られている。

連結部材２３は、金属板材からなり、弁本体１１の軸方向に沿って延び弁座１９の案内面１９Ａと平行に設けられる連結板部２３Ａと、連結板部２３Ａの一方側端部が折り曲げられてピストン体２１に固定される固定片部２３Ｂと、連結板部２３Ａの他方側端部が折り曲げられてピストン体２２に固定される固定片部２３Ｃと、を有して形成されている。連結板部２３Ａには、弁部材２４を保持する保持孔２３Ｄと、冷媒を流通させる２箇所の貫通孔２３Ｅと、が形成されている。

弁部材２４は、合成樹脂製の一体成形部材であって、図３〜５にも示すように、弁座１９に向かって凹状に開口した椀部２５と、この椀部２５の開口縁から外方に延びるフランジ部２６と、を有して形成されている。椀部２５は、平面視で長円形状を有したドーム状に形成され、連結部材２３の保持孔２３Ｄに挿入されている。椀部２５の内部には、第一ポート１１Ｂと第二ポート１１Ｃとを連通させて第三ポート１１Ｄを連通させないか、又は、第一ポート１１Ｂと第三ポート１１Ｄとを連通させて第二ポート１１Ｃを連通させないような連通空間Ｒ４が形成されている。

フランジ部２６は、平面視で外形が長方形状に形成され、弁座１９の案内面１９Ａと摺接する平坦な摺接面２６Ａを有し、摺接面２６Ａには、椀部２５の内面と連続する開口縁２６Ｂが形成されている。また、フランジ部２６には、椀部２５の周辺にて厚肉状に形成された厚肉部２７と、この厚肉部２７から軸方向一方側及び他方側に延びて形成された薄肉部２８と、厚肉部２７と薄肉部２８との間を段付き状に接続する段差部２９と、が設けられている。

厚肉部２７は、連結板部２３Ａと弁座１９の案内面１９Ａとの間に位置するとともに、連結部材２３の連結板部２３Ａにわずかな隙間を介して対向して設けられている。ここで、通常状態においては、高圧室Ｒ１と連通空間Ｒ４との圧力差により摺接面２６Ａが案内面１９Ａに密接され、弁部材２４が浮き上がることはない。ただし、四方切換弁１０が高圧側導管１３側を下に向けて設置され、モード切り換え時に圧力差が小さくなった場合において、案内面１９Ａから弁部材２４が浮き上がる可能性が無いとは言えず、そのような場合であっても、厚肉部２７の上面が連結板部２３Ａに当接することで弁部材２４の移動が規制され、案内面１９Ａから摺接面２６Ａが必要以上に離隔しないようになっている。これにより、弁部材２４に作用する圧力差や弁部材２４に作用する流体の流れによる力が微小であっても弁部材２４の摺接面２６Ａが案内面１９Ａに再度密着しやすくなっている。

薄肉部２８は、厚肉部２７よりも摺接面２６Ａの反対面側が薄く形成され、この薄肉部２８と連結板部２３Ａとの間には、厚肉部２７における隙間よりも大きな隙間Ｓが形成されている。また、薄肉部２８の三方の端縁には、摺接面２６Ａの反対面側において、円弧状の面取り部２８Ａが設けられている。段差部２９は、摺接面２６Ａ、厚肉部２７及び薄肉部２８の上面（摺接面２６Ａの反対面）と略直交する鉛直面によって構成され、椀部２５の外周と略同径の平面視円弧状に形成されている。

以上の四方切換弁１０では、パイロット電磁弁６及び導管１８Ａを介して第二作動室Ｒ３に高圧冷媒が導入されると、図２に示すように、ピストン体２２が押圧されて弁体１２が弁本体１１の軸方向一方側（図２の左側）にスライドされる。一方、パイロット電磁弁６及び導管１７Ａを介して第一作動室Ｒ２に圧縮機２から吐出された高圧冷媒Ｈが導入されると、ピストン体２１が押圧されて弁体１２が弁本体１１の軸方向他方側（図２の右側）にスライドされる。ここで、弁本体１１の軸方向一方側にスライドされた弁体１２の位置（図２に示す位置）を第一位置とし、弁本体１１の軸方向他方側にスライドされた弁体１２の位置を第二位置とする。

弁体１２が第一位置にある状態において、図２に示すように、弁部材２４の椀部２５は、その連通空間Ｒ４によって第一ポート１１Ｂと第二ポート１１Ｃとを連通させる。また、椀部２５が第三ポート１１Ｄよりも一方側に位置することから、この第三ポート１１Ｄは、弁本体１１の内部（高圧室Ｒ１）を介して流入ポート１１Ａと連通される。すなわち、弁体１２が第一位置にある状態は、流入ポート１１Ａと第三ポート１１Ｄとが連通され、第一ポート１１Ｂと第二ポート１１Ｃとが連通された冷却モード（冷房運転）となる。

また、弁体１２が第二位置にある状態において、弁部材２４の椀部２５は、その連通空間Ｒ４によって第一ポート１１Ｂと第三ポート１１Ｄとを連通させる。また、椀部２５が第二ポート１１Ｃよりも他方側に位置することから、この第二ポート１１Ｃは、弁本体１１の内部（高圧室Ｒ１）を介して流入ポート１１Ａと連通される。すなわち、弁体１２が第二位置にある状態は、流入ポート１１Ａと第二ポート１１Ｃとが連通され、第一ポート１１Ｂと第三ポート１１Ｄとが連通された加温モード（暖房運転）となる。

以上のような冷却モード（又は加温モード）において、弁部材２４のフランジ部２６は、図４にも示すように、第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）の一部に重なって位置することとなる。このため流入ポート１１Ａから高圧室Ｒ１に流入した高圧冷媒Ｈのうち、連結部材２３の貫通孔２３Ｅを通過した高圧冷媒Ｈの一部はフランジ部２６により流れが阻害されるものの、図５にも示すように、連結部材２３の周囲から連結板部２３Ａと薄肉部２８との隙間Ｓに流れこんだ高圧冷媒Ｈが第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に向かって流れることとなる。また、隙間Ｓに流れこんだ高圧冷媒Ｈは、薄肉部２８の上面に沿って流れ、面取り部２８Ａによって円滑に第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に導かれるようになっている。

以上の本実施形態によれば、弁部材２４のフランジ部２６に薄肉部２８が形成されていることで、薄肉部２８の上面側と連結板部２３Ａとの隙間Ｓに高圧冷媒Ｈを通過させ、この高圧冷媒Ｈを第二ポート１１Ｃや第三ポート１１Ｄに導くことができる。従って、フランジ部２６が弁本体１１の軸方向に延長され、第二ポート１１Ｃや第三ポート１１Ｄの一部を覆うとしても、薄肉部２８の上面側を通過させた高圧冷媒Ｈを第二ポート１１Ｃや第三ポート１１Ｄへ向かって流しやすくなることから、高圧冷媒Ｈの流量低下を抑制することができる。

また、弁部材２４の厚肉部２７と薄肉部２８との間に段差部２９が設けられていることで、隙間Ｓを確保して高圧冷媒Ｈの流れを阻害しにくくできることから、高圧冷媒Ｈの流路抵抗を低減することができる。さらに、薄肉部２８の端縁に面取り部２８Ａが設けられていることで、薄肉部２８の上面側を通過させた高圧冷媒Ｈを第二ポート１１Ｃや第三ポート１１Ｄへ向かって円滑に案内することができ、高圧冷媒Ｈの流路抵抗をより一層低減することができる。

以上のように四方切換弁１０における高圧冷媒Ｈの流量低下を抑制することができるので、冷凍サイクル１における冷却モード運転時及び加温モード運転時において、運転効率を向上させてエネルギー消費効率の向上を図ることができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る四方切換弁を図６〜１０に基づいて説明する。本実施形態の四方切換弁１０は、第１実施形態の弁部材２４に対して、形状の異なる弁部材２４Ａを備える点が相違し、他の構成は第１実施形態と同一又は同様である。以下、第１実施形態との相違点について詳しく説明し、第１実施形態と同一又は同様な構成については同符号を付して説明を省略又は簡略することがある。

本実施形態の四方切換弁１０において、弁部材２４Ａのフランジ部２６には、図６、７に示すように、弁本体１１の軸方向一方側及び他方側の両端縁から椀部２５に向かって半円弧状に凹んだ凹部３０が形成されている。これらの凹部３０には、摺接面２６Ａの反対面側において、円弧状の面取り部３０Ａが設けられている。

このような凹部３０を有する弁部材２４Ａによれば、図８、９にも示すように、連結部材２３の周囲から連結板部２３Ａと薄肉部２８との隙間Ｓに流れこんだ高圧冷媒Ｈが第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に向かって流れるとともに、連結部材２３の貫通孔２３Ｅを通過した高圧冷媒Ｈが直線的に凹部３０を通って第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に流れることとなる。また、隙間Ｓに流れこんだ高圧冷媒Ｈは、薄肉部２８の上面に沿って流れ、凹部３０の面取り部３０Ａによって円滑に第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に導かれるようになっている。

また、弁部材２４Ａは、図１０に示すように、第一〜第三のポート１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄに対する大きさ及び形状が設定されている。すなわち、第一〜第三のポート１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄは等間隔で設けられ、第二ポート１１Ｃ及び第三ポート１１Ｄの最外縁間距離（長さ寸法Ｌ１）に対して、弁部材２４Ａにおけるフランジ部２６の軸方向の長さ寸法Ｌ２が長さ寸法Ｌ１よりも大きく（Ｌ１＜Ｌ２）設定されている。また、凹部３０の深さ寸法Ｌ３は、フランジ部２６の長さ寸法Ｌ２から両端縁の凹部３０の深さ寸法Ｌ３（２Ｌ３）を差し引いた長さ（Ｌ２−２Ｌ３）が長さ寸法Ｌ１よりも小さく（Ｌ１＞Ｌ２−２Ｌ３）なるように設定されている。

従って、図１０（Ａ）に示すように、冷却モードの第一位置（又は加温モードの第二位置）において、フランジ部２６が第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）の一部を覆ったとしても、第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に対する高圧冷媒Ｈの流路面積を凹部３０によって拡大することができる。また、図１０（Ｂ）に示すように、弁部材２４Ａが第一位置と第二位置との中間位置に弁部材２４Ａが位置した際に、一方側の凹部３０が第二ポート１１Ｃに連通するとともに、他方側の凹部３０が第三ポート１１Ｄに連通する。このように凹部３０、第二ポート１１Ｃ及び第三ポート１１Ｄを介して、高圧室Ｒ１と連通空間Ｒ４とが連通されることで、高圧冷媒Ｈの一部が第一ポート１１Ｂに流れる中間流量が発生する。ここで、凹部３０の大きさ（深さ寸法Ｌ３）は、中間流量が大きくなり過ぎず、高圧冷媒Ｈと低圧冷媒Ｌとの圧力差が小さくならないように設定されている。

また、図１０（Ｃ）に示すように、第一位置から第二位置（又は第二位置から第一位置）への移動途中において、中間位置から若干ずれた位置に弁部材２４Ａが移動すると、一方の凹部３０が第二ポート１１Ｃ（又は第三ポート１１Ｄ）に連通し、他方の凹部３０が第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に非連通となる。この際、一方の凹部３０と第二ポート１１Ｃ（又は第三ポート１１Ｄ）との連通部の面積が大きくなることから、中間流量が最大となるが、その場合でも高圧冷媒Ｈと低圧冷媒Ｌとの圧力差が小さくならないように、フランジ部２６の長さ寸法Ｌ２及び凹部３０の深さ寸法Ｌ３が設定されている。

以上の本実施形態によれば、モード切り換え時の中間位置において、フランジ部２６に形成された左右の凹部３０が第二ポート１１Ｃ及び第三ポート１１Ｄに連通することで、フランジ部２６の長さ寸法Ｌ２が第二ポート１１Ｃ及び第三ポート１１Ｄの最外縁間距離（長さ寸法Ｌ１）よりも大きい場合であっても、中間流量がゼロになることがなく、異常圧力上昇を防止することができる。さらに、中間流量が大きくなり過ぎず、高圧冷媒Ｈと低圧冷媒Ｌとの圧力差が小さくならないように凹部３０の大きさが設定されているので、圧力差を確保してモード切換え不良を防止することができる。

また、前記第１施形態と同様に、弁部材２４Ａのフランジ部２６に薄肉部２８が形成されていることで、高圧冷媒Ｈの流量低下を抑制することができるとともに、弁部材２４Ａに凹部３０が形成されていることで、連結部材２３の貫通孔２３Ｅを通過した高圧冷媒Ｈを直線的に第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に流すことができ、高圧冷媒Ｈの流量低下をより一層抑制することができる。さらに、凹部３０の面取り部３０Ａによって、高圧冷媒Ｈを円滑に第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に導くことで、高圧冷媒Ｈの流路抵抗をより一層低減することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、ルームエアコン等の空気調和機に利用される冷凍サイクル１を例示したが、本発明の冷凍サイクルは、空気調和機に限らず、加温モードと冷却モードとが切り換えられる機器であればどのようなものにも利用可能である。また、本発明のスライド式切換弁は、冷凍サイクルにおける切換弁に利用されるものに限らず、気体や液体などの様々な流体を流通させる各種の配管システムに利用可能である。

また、前記実施形態では、弁部材２４，２４Ａのフランジ部２６は、厚肉部２７と薄肉部２８との間を段付き状に接続する段差部２９を有して形成されていたが、これに限らず、図１１に示す形状であってもよい。すなわち、図１１に示す弁部材２４Ｂにおいて、フランジ部２６は、厚肉部２７から薄肉部２８に向かって傾斜した傾斜部３１を有して構成されている。このような傾斜部３１によっても、連結板部２３Ａとフランジ部２６との隙間Ｓに流れこんだ高圧冷媒Ｈを傾斜部３１に沿って第三ポート１１Ｄ（又は第二ポート１１Ｃ）に向かって流すことができる。

また、前記実施形態では、弁部材２４，２４Ａの薄肉部２８の端縁に円弧状の面取り部２８Ａが形成されていたが、これに限らず、図１２に示す形状であってもよい。すなわち、図１２に示す弁部材２４Ｃにおいて、薄肉部２８の端縁には、傾斜面状の面取り部２８Ｂが形成されている。このような面取り部２８Ｂによっても、薄肉部２８の上面側を通過させた高圧冷媒Ｈを第二ポート１１Ｃや第三ポート１１Ｄへ向かって円滑に案内することができ、高圧冷媒Ｈの流路抵抗を低減することができる。

また、前記第２実施形態では、弁部材２４Ａのフランジ部２６の長さ寸法Ｌ２が第二ポート１１Ｃ及び第三ポート１１Ｄの最外縁間距離（長さ寸法Ｌ１）よりも大きく設定されていたが、本発明におけるフランジ部の長さ寸法は、第二ポート及び第三ポートの最外縁間距離と等しくてもよいし、第二ポート及び第三ポートの最外縁間距離よりも小さくてもよく、フランジ部の長さ寸法は適宜に設定することができる。

また、前記第２実施形態では、フランジ部２６の両端縁に凹部３０が形成されていたが、凹部は必須ではなく適宜に省略することができるとともに、凹部の形状も任意に選択可能である。すなわち、凹部としては、前記第２実施形態のように椀部２５に向かって半円弧状に凹んだ凹部３０に限らず、四角や三角等の多角形状に凹んだものでもよいし、フランジ部の端縁に沿ってジグザグ状に形成されたものでもよいし、フランジ部の端縁全体が湾曲して形成されたものでもよい。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１ 冷凍サイクル
２ 圧縮機
３ 室外熱交換器（第一熱交換器）
４ 室内熱交換器（第二熱交換器）
５ 膨張弁（膨張手段）
１０ 四方切換弁（スライド式切換弁）
１１ 弁本体
１１Ａ 流入ポート
１１Ｂ 第一ポート
１１Ｃ 第二ポート
１１Ｄ 第三ポート
１２ 弁体
１９ 弁座
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 弁部材
２５ 椀部
２６ フランジ部
２６Ａ 摺接面
２７ 厚肉部
２８ 薄肉部
２８Ａ，２８Ｂ 面取り部
２９ 段差部（段差）
３０ 凹部
３１ 傾斜部（傾斜）

Claims (5)

1. 筒状の弁本体と、該弁本体の内部にて軸方向に沿ってスライド自在に設けられた弁体と、前記弁本体の周面に開口して設けられた複数のポートと、を備えたスライド式切換弁であって、
   前記複数のポートは、前記弁本体の内部に流体を流入させる流入ポートと、該流入ポートに対して前記弁本体の径方向反対側に設けられる第一ポートと、前記第一ポートの前記軸方向一方側に設けられる第二ポートと、前記第一ポートの前記軸方向他方側に設けられる第三ポートと、を有し、該第一、第二、第三の各ポートが前記弁本体の弁座に開口して設けられ、
   前記弁体は、前記軸方向一方側にスライドして前記第一ポートと前記第二ポートとを連通させる第一位置と、前記軸方向他方側にスライドして前記第一ポートと前記第三ポートとを連通させる第二位置と、の間を移動することで流路を切り換える弁部材を有して構成され、
   前記弁部材は、前記弁座に向かって開口するドーム状の椀部と、該椀部の開口縁から外方に延びるフランジ部と、を有して形成され、
   前記フランジ部には、前記弁座に摺接する平坦な摺接面と、前記椀部の周辺にて厚肉状に形成された厚肉部と、該厚肉部から前記軸方向一方側及び他方側に延びて該厚肉部よりも前記摺接面の反対面側が薄く形成された薄肉部と、が設けられていることを特徴とするスライド式切換弁。
2. 前記フランジ部における前記摺接面の反対面側において、前記厚肉部と前記薄肉部との間に段差が設けられるか、又は、前記厚肉部から前記薄肉部に向かって傾斜が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスライド式切換弁。
3. 前記フランジ部における前記摺接面の反対面側において、前記薄肉部の端縁には面取り部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスライド式切換弁。
4. 前記フランジ部の前記軸方向の長さ寸法は、前記第二ポート及び前記第三ポートの最外縁間距離よりも大きく形成され、該フランジ部における前記軸方向一方側及び他方側の両端縁には、前記椀部に向かって凹んだ凹部が形成され、
   前記第一位置と前記第二位置との中間位置に前記弁体が位置した際に、前記軸方向一方側の凹部が前記第二ポートに連通するとともに、前記軸方向他方側の凹部が前記第三ポートに連通することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のスライド式切換弁。
5. 流体である冷媒を圧縮する圧縮機と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段と、請求項１〜４のいずれか一項に記載のスライド式切換弁と、を備えたことを特徴とする冷凍サイクルシステム。

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