JP2023178756A - ロータリー式切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、弁体の傾き、およびその傾きに伴う弁漏れを抑制し、安定した作動性を得ることができるロータリー式切換弁を提供することを目的とする。【解決手段】ロータリー式切換弁１００は、弁本体１と、４個のポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅを有する弁座部２０と、中心軸６まわりに回転可能に設けられる主弁３と、を備えている。主弁３は、隣り合う２個のポートを連通させる高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌを有した樹脂成形部品である。低圧流路３０Ｌの開口端縁には、シール面３１ｂが設けられている。高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌの開口端縁は、つなぎ部３３によって接続されている。つなぎ部３３には、弁座部２０側に突出して弁座面２０ａに摺接可能な摺動リブ３３ｃが設けられている。つなぎ部３３は、中心軸６の軸線Ｘ方向に所定の板厚を有した板状に形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリー式切換弁に関する。

流体の流路を切り換えるロータリー式切換弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載のロータリー式切換弁の弁体は、合成樹脂成形品であり、２個の弁通路を有し、弁通路の開口端縁が弁座部に摺接しつつ弁体が回転することで、弁座部に設けられた４個のポートと弁通路との連通状態を切り換えるように構成されている。この弁体において、２個の弁通路のうち一方は低圧流路であり、他方は高圧流路である。そして、それぞれの流路は、弁座部側に開口した全体椀状かつ弁体の回転軸線回りに湾曲した勾玉状に形成され、開口端縁が弁座面に摺接するシール部とされている。

一方、高圧流路の開口端縁にシール部が設けられず、高圧流路と弁室とが連通されたロータリー式切換弁が知られている（例えば、特許文献２参照）。このロータリー式切換弁では、弁体の高圧流路側に、弁座面に摺接する摺動リブが設けられ、弁体が倒れることが防止されている。

特開２００２－２２０４１号公報 特開２０２１－１２４１１９号公報

しかしながら、特許文献２に記載のロータリー式切換弁では、弁体が全体ドーム状に形成されていることで、高圧流路および低圧流路を構成する壁部の肉厚よりも、当該流路が形成されていない壁部の肉厚、すなわち摺動リブが設けられる部分の肉厚が相対的に厚くなることから、成形時の樹脂のひけが大きくなり、低圧流路のシール部と摺動リブとが同一平面に位置し難くなるおそれがある。この場合、弁体が傾きやすくなって弁漏れや作動性悪化という問題が生じる可能性がある。

本発明は、弁体の傾き、およびその傾きに伴う弁漏れを抑制し、安定した作動性を得ることができるロータリー式切換弁を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のロータリー式切換弁は、弁室を構成する弁本体と、前記弁室に開口する４個のポートを有する弁座部と、前記弁本体の内部で前記弁座部に交差する中心軸まわりに回転可能に設けられる弁体と、を備えるロータリー式切換弁であって、前記弁体は、隣り合う２個のポートを連通させる高圧流路および低圧流路を有した樹脂成形部品であって、前記低圧流路の開口端縁に設けられ、前記弁座部側に突出して前記弁座部の弁座面に摺接可能なシール部と、前記高圧流路および前記低圧流路の前記開口端縁を接続するつなぎ部と、前記つなぎ部から前記弁座部側に突出して前記弁座面に摺接可能な摺動リブと、を備え、前記つなぎ部は、前記中心軸の軸線方向に所定の板厚を有した板状に形成されていることを特徴とする。

このような本発明によれば、摺動リブを有し、高圧流路および低圧流路を接続するつなぎ部は、所定の板厚を有する板状としたので、従来のように相対的に肉厚が厚くなる部分に摺動リブを設ける構成と比較して、摺動リブを設ける箇所の肉厚を調整しやすくすることができる。このため、肉厚差による成形時の収縮量の違いによって発生するひけ、ボイド、およびクラック等によって、弁体が変形するのを抑制することができる。そして、弁体の変形を抑制することで、それぞれ弁座面に摺接可能なシール部と摺動リブの摺動面を平坦にするとともに、同一平面上に位置させやすくすることができる。これにより、弁体の傾き、およびその傾きに伴う弁漏れを抑制し、安定した作動性を得ることができるロータリー式切換弁を提供することができる。

また、この際、前記つなぎ部は、前記高圧流路および前記低圧流路の外側壁部よりも径方向外側に突出するとともに、前記弁体の全周に連続するフランジ状に形成されていてもよい。このような構成によれば、弁体の全周に連続してつなぎ部を設けることで、特に弁体の周方向の強度を向上させることができる。これにより、例えば、内外の圧力差による応力の影響を受けやすい低圧流路の変形等を抑制することができる。また、つなぎ部は、径方向外側に突出しているので、その分肉厚を大きくすることなく、つなぎ部の樹脂の量を増量し、弁体の強度を向上させることができる。また、このようにつなぎ部により弁体の強度を向上させることができるので、弁体自体の樹脂量は、少なくすることができ、弁体の材料コストを低減することができる。

また、前記つなぎ部は、前記弁体と一体に成形された樹脂製であることが好ましい。このような構成によれば、つなぎ部を備える弁体を一体成形により容易に製造することができる。なお、つなぎ部は、内部に金属製のインサート金具を含むことも可能であり、これによって、つなぎ部の強度を向上させることができる。また、金属製の板をつなぎ部としてインサート成形により一体としてもよい。これにより、つなぎ部の強度を向上することができる。

また、前記つなぎ部の板厚は、前記高圧流路および前記低圧流路の壁の肉厚と同等であることが好ましい。このような構成によれば、つなぎ部と高圧流路および低圧流路の壁の肉厚差を小さくすることができるので、当該肉厚差による成形時の収縮量の違いによって発生するひけ、ボイド、およびクラックを抑制することができる。

本発明によれば、弁体の傾き、およびその傾きに伴う弁漏れを抑制し、安定した作動性を得ることができるロータリー式切換弁を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るロータリー式切換弁の組み立て断面図。 主弁を斜め上側から見た斜視図。 主弁を斜め下側から見た斜視図。 （Ａ）は、変形例における主弁を斜め上側から見た斜視図であり、（Ｂ）は、変形例における主弁を斜め下側から見た斜視図。 （Ａ）は、冷房運転時の状態を示す冷凍サイクルシステムの概略図であり、（Ｂ）は、暖房運転時の状態を示す冷凍サイクルシステムの概略図。

以下、本発明の実施形態を図１～３、および図５に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るロータリー式切換弁１００の組み立て断面図である。図２は、主弁３（弁体）を斜め上側から見た斜視図である。図３は、主弁３を斜め下側から見た斜視図である。図５（Ａ）は、冷房運転時の状態を示す冷凍サイクルシステムの概略図であり、図５（Ｂ）は、暖房運転時の状態を示す冷凍サイクルシステムの概略図である。

なお、図面において、矢印Ｘ、矢印Ｙは、互いに直交する方向であり、矢印Ｘを弁本体１および中心軸６の軸線方向とし、「軸線Ｘ方向」と記す。また、軸線Ｘ方向の一方側を「上側Ｘ１」とし、他方側を「下側Ｘ２」と記す。また、軸線Ｘに交差する交差方向を矢印Ｙで示し、「径方向Ｙ」と記す。そして、特に径方向Ｙにおいて中心軸６のある側を「内側」とし、内側の反対側を「外側」とする。これは、あくまでも説明の便宜のためであり、必ずしもロータリー式切換弁１００の実際の使用状態における方向と一致するとは限らず、ロータリー式切換弁１００の実際の使用状態における方向を限定するものではない。

ロータリー式切換弁１００は、弁本体１と、弁座部材２と、主弁３（弁体）と、副弁４と、駆動部５と、中心軸６と、を備えている。弁本体１は、軸線Ｘ方向に延びる筒状の第一円筒部１０と、第一円筒部１０に連続し第一円筒部１０よりも縮径した有底筒状の第二円筒部１１と、を備え、主弁３、副弁４、駆動部５、および中心軸６を収容している。第一円筒部１０の内部は、弁室１０ａを構成している。第二円筒部１１の内部は、主に駆動部５等を収容する収容部１１ａを構成している。

弁座部材２は、円柱状の弁座部２０と、弁座部２０の外周に形成されたフランジ部２１と、を備えている。弁座部２０は、外周面が第一円筒部１０の内周面に接するようにして弁本体１に嵌め込まれており、その上面は、径方向Ｙに延びる弁座面２０ａを構成している。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、弁座部２０には、弁座部２０の下端部から弁座面２０ａまで貫通して弁室１０ａに開口する４個のポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅが設けられている。各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅは、それぞれ９０°離間する位置に開口している。

４個のポートは、弁室１０ａと圧縮機Ｐの冷媒の吐出側に連通されるＤポート２０Ｄと、圧縮機Ｐの冷媒の吸入側に連通されるＳポート２０Ｓと、室外熱交換器６０側に連通されるＣ切換ポート２０Ｃと、室内熱交換器８０側に連通されるＥ切換ポート２０Ｅと、で構成されている。各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅには、それぞれ継手管８（図１にのみ図示）が接続されて冷媒の流路を構成している。フランジ部２１は、上面が第一円筒部１０の下端面に接触した状態で、溶接により弁本体１に固定されている。

主弁３は、樹脂成形部品であり、弁本体１の内部で中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に設けられている。主弁３は、軸線Ｘ方向に延びる円筒状のピストン部３０と、ピストン部３０の外周面に沿って円弧状に延び弁座部２０側に開口する椀状の第一椀部３１と、第一椀部３１と径方向に対向し、ピストン部３０の外周面に沿って円弧状に延び、弁座部２０側に開口する椀状の第二椀部３２と、第一椀部３１および第二椀部３２の開口端縁を接続するつなぎ部３３と、を備えている。

ピストン部３０は、図２に示すように、その周囲にピストンリングＲを嵌め込むように形成されており、ピストンリングＲは、主弁３が軸線Ｘ方向に変位する際に第二円筒部１１の内周面に摺接するようになっている。ピストン部３０の中心部には、上側Ｘ１に開口する円筒状の凹部が形成されており、この凹部は、副弁４を収容する副弁収容室３０ａを構成している。

副弁収容室３０ａの内周面には、径方向Ｙ内方に突出し軸線Ｘ方向に延びる副弁ストッパ３０ａ１が形成されている。また、副弁収容室３０ａの底面には、軸線Ｘまわりの周上で上側Ｘ１に凸となる主弁凸部３０ａ２が形成されている。この主弁凸部３０ａ２には、図１に示すように、後述する均圧孔３０ｅの上側Ｘ１の端部が開口している。副弁収容室３０ａの底面中央部は、中心軸６の軸受部を構成し、この軸受部の中心には、軸線Ｘ方向に沿って主弁３の下端部まで貫通する軸挿入孔３ａが形成されている。軸挿入孔３ａには、中心軸６の後述する下側部分６ｂが挿入されており、これによって、後述するストップピン９（図５（Ａ）および（Ｂ）にのみ図示）に当接する第一切換位置（切換位置、図５（Ａ）が示す位置）と、第二切換位置（切換位置、図５（Ｂ）が示す位置）と、の間で、主弁３が中心軸まわり（軸線Ｘまわり）に回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に支持されている。

第一椀部３１は、図２、３に示すように、ピストン部３０の外周面を約半周囲み、弁座部２０側に開口する椀状に形成されている。この第一椀部３１の内部は、低圧流路３０Ｌを構成している。低圧流路３０Ｌは、上述のポート各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅのうち隣り合う２個のポートを連通させる弁通路である。低圧流路３０Ｌの天井部には、図１に示すように、収容部１１ａに連通可能な均圧孔３０ｅが形成されており、この均圧孔３０ｅが収容部１１ａに連通された状態では、低圧流路３０Ｌ内と収容部１１ａの圧力が等しくなるように構成されている。

図３に示すように、低圧流路３０Ｌにおいて、径方向Ｙ外側の壁である外側壁部３１ｃと、径方向Ｙ内側の壁である内側壁部３１ｄとは、それぞれ開口端縁近傍が、同心で中心軸６まわりに延びる円弧形状に形成されている。そして、外側壁部３１ｃは、内側壁部３１ｄに比べて、その開口端縁近傍の周長が長く形成されている。また、開口端縁において外側壁部３１ｃと内側壁部３１ｄとをつなぐ周方向両端部は、周方向に向かって互いに離れる方向に湾曲している。これにより、低圧流路３０Ｌの開口端縁は、軸線Ｘ方向から見て、略勾玉状に形成されている。

低圧流路３０Ｌの開口端縁には、図３に示すように、弁座部２０側に向かって突出するリブ３１ａが設けられている。リブ３１ａは、低圧流路３０Ｌの開口端縁を途切れなく一周するように設けられており、その下端面はシール面３１ｂ（シール部）を構成している。図１に示すように、シール面３１ｂは、弁座面２０ａに摺接可能となっており、シール面３１ｂと弁座面２０ａと、で囲まれて弁室１０ａと隔てられた空間によって上述の４個のポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅのうち２個が連通されるようになっている。

外側壁部３１ｃの内壁面には、径方向Ｙ外側に凹む溝状の第一当て止め部３１ｃ１が形成されている。また、内側壁部３１ｄの内壁面には、径方向Ｙ内側に凹む溝状の第二当て止め部３１ｄ１が形成されている。第一当て止め部３１ｃ１と第二当て止め部３１ｄ１との間には、径方向Ｙに延びる補強部材７が設置されている。補強部材７は、主弁３内外の圧力差による応力により、低圧流路３０Ｌが変形することを防止するための部材であり、例えば、ステンレス、黄銅、アルミニウム、および銅金属などの金属材料や、樹脂等の材料で棒状に形成され、圧入等によって低圧流路３０Ｌ内に固定されている。

第二椀部３２は、中心軸６を挟んで第一椀部３１と径方向Ｙに対向し、ピストン部３０の外周面を約半周囲み、弁座部２０側に開口する椀状に形成されている。この第二椀部３２の内部は、高圧流路３０Ｈを構成している。高圧流路３０Ｈは、各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅのうち、隣り合う２個のポートを連通させる弁通路である。高圧流路３０Ｈの開口端縁も低圧流路３０Ｌの開口端縁と同様に略勾玉状に形成されているが、高圧流路３０Ｈの径方向Ｙ外側の壁３２ａには、開口端縁から上側Ｘ１に切り欠かれ周方向に延びる切欠き部３３ａが形成されているため、高圧流路３０Ｈは、弁室１０ａと隔てられない常時開放した空間となっている。

つなぎ部３３は、図２および図３に示すように、高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌの開口端縁を接続する部分であり、主弁３と一体に成形された樹脂製である。つなぎ部３３は、中心軸６の軸線Ｘ方向に所定の板厚を有した板状であり、本実施形態では、図２に示すように上側Ｘ１から見て略扇状に形成され、第一椀部３１と第二椀部３２の周方向両端部をそれぞれ接続することで、低圧流路３０Ｌと高圧流路３０Ｈの開口端縁を接続している。

つなぎ部３３の下端面には、弁座部２０側に突出して弁座面２０ａに摺接可能な摺動リブ３３ｃが形成されている。摺動リブ３３ｃの下端面は、弁座面２０ａに摺接可能な摺動面３３ｄを構成しており、この摺動面３３ｄは、図１に示すように、上述のシール面３１ｂと同一平面上に位置している。

ここで、つなぎ部３３の中心軸６の軸線Ｘ方向の所定の板厚について説明する。つなぎ部３３の板厚は、樹脂のひけを防止する観点から、高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌの壁、すなわち、上述の外側壁部３１ｃや内側壁部３１ｄ、および径方向Ｙ外側の壁３２ａの肉厚と同等であることが好ましい。具体的には、つなぎ部３３の肉厚は、外側壁部３１ｃや内側壁部３１ｄ、および径方向Ｙ外側の壁３２ａの肉厚に対して、０．５倍から２倍の範囲に設定することが好ましく、０．７５倍から１．５倍の範囲に設定することがさらに好ましい。

副弁４は、主弁３と同様に、中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に設けられている。副弁４は、副弁収容室３０ａに収容される略半円板状のフランジ部４０と、フランジ部４０の中央に形成され軸線Ｘ方向に延びるボス部４１と、を備えている。フランジ部４０の径方向Ｙ外側の端部は、上述の主弁３が第一切換位置または第二切換位置でストップピン９に当接し回転を規制された状態で、副弁４が中心軸６まわりに回転した際に上述の副弁ストッパ３０ａ１に当接するようになっており、この当接によって副弁４の中心軸６まわりの回転が規制されるようになっている。

フランジ部４０の下面には、主弁凸部３０ａ２と同一円周上で下側Ｘ２に凸となる複数の副弁凸部４０ａが形成されている。副弁凸部４０ａは、軸線Ｘまわりで離間するように、少なくとも一対形成されており、一対の副弁凸部４０ａ間に主弁凸部３０ａ２を位置させることで、当該主弁凸部３０ａ２と噛み合うようになっている。副弁凸部４０ａ下端面は、上述の均圧孔３０ｅを封止するシール面４０ａ１を構成している。そして、フランジ部４０の下面において、２個の副弁凸部４０ａ間には、均圧孔３０ｅと連通可能な、不図示の均圧流路が形成されている。このため、副弁凸部４０ａのシール面４０ａ１が均圧孔３０ｅを封止している状態では、高圧の弁室１０ａと低圧の低圧流路３０Ｌ内と、が区画されることとなるが、均圧流路と均圧孔３０ｅが連通した状態では、低圧流路３０Ｌと弁室１０ａとの圧力が均一となる。

ボス部４１の中心には、上側Ｘ１に開口する角孔４１ａが形成されており、この角孔４１ａには、後述するウォームホイール５０のカム部５０ａが嵌め込まれるようになっている。角孔４１ａの底部の中心には、軸線Ｘ方向に沿ってフランジ部４０の下端まで貫通する軸挿入孔４ａが形成されている。軸挿入孔４ａには、中心軸６の後述する上側部分６ａが挿入されており、これによって副弁４が中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に支持されている。

駆動部５は、中心軸６に回転可能に配置されたウォームホイール５０と、ウォームホイール５０に歯合されたウォーム歯車５１と、を有している。ウォームホイール５０は、下側Ｘ２に突出するカム部５０ａを有しており、カム部５０ａによって中心軸６に回転可能に配置されている。カム部５０ａは、副弁４の角孔４１ａに嵌合されている。これにより副弁４とウォームホイール５０とは、一体となり、共に協働して軸線Ｘまわりに回転するようになっている。そして、ウォームホイール５０と副弁４との間には、副弁４を下側Ｘ２に付勢するコイルばね５２が配置されている。ウォーム歯車５１は、図示しないモータの駆動軸に固定されている。

中心軸６は、軸線Ｘ方向に延びる主軸である。中心軸６は、ウォームホイール５０の中心部および副弁４の軸挿入孔４ａに挿通される上側部分６ａと、上側部分６ａよりも小径に形成され、主弁３の軸挿入孔３ａに挿通される下側部分６ｂと、を備えている。上側部分６ａの上端部には、円環状のリムをかしめることによりボールＢが固定されており、このボールＢを介して上側部分６ａが、弁本体１の第二円筒部１１の天井壁の中心に設けられた軸受溝に支持されている。下側部分６ｂの下端部は、弁座部材２の弁座部２０の中心に設けられた軸受溝に支持されている。上側部分６ａと下側部分６ｂとの連続部分には、ワッシャ６１が嵌め込まれており、このワッシャ６１を介して主弁３が上側Ｘ１に上昇する際の力が中心軸６に伝達されるようになっている。

次に、主弁３と副弁４の動作について説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、主弁３の低圧流路３０ＬがＥ切換ポート２０ＥとＳポート２０Ｓとを連通させ、高圧流路３０ＨがＤポート２０ＤとＣ切換ポート２０Ｃとを連通させた第一切換位置から、駆動部５が作動する。そうすると、ウォーム歯車５１とウォームホイール５０の駆動力が、カム部５０ａを介して副弁４に伝達され、副弁４が軸線Ｘまわり（左回り）に回転する。

なお、このときは、副弁凸部４０ａのシール面４０ａ１と主弁凸部３０ａ２の上面が図１に示すように当接しているため、主弁凸部３０ａ２に開口する均圧孔３０ｅがシール面４０ａ１によって閉じられている。このため、主弁３は、内外の圧力差により弁座部２０に押しつけられた状態であり、副弁４が回転しても主弁３は弁座部２０との摩擦力により回転できず、副弁４だけが回転する。

副弁４が回転すると、副弁凸部４０ａが主弁凸部３０ａ２上をスライドして、均圧孔３０ｅが、副弁４のフランジ部４０下面において２個の副弁凸部４０ａ間に形成された不図示の均圧流路により開かれる。これにより、主弁３の外部の上側Ｘ１の流体の圧力が低圧流路３０Ｌ内（低圧側）へ逃げる。そして、主弁凸部３０ａ２は、一対の副弁凸部４０ａの間の位置に移動し、主弁凸部３０ａ２と、一対の副弁凸部４０ａと、が互い違いに噛み合う。この状態では、主弁３の上側Ｘ１と低圧流路３０Ｌ内は均圧となるため、上述のように主弁３を弁座部２０に押し付ける力は小さくなり、主弁３と、弁座部２０と、の摩擦力が、主弁凸部３０ａ２と２個の副弁凸部４０ａとが噛み合う力よりも小さくなる。

このため、副弁４を軸線Ｘまわりに回転させることで、主弁凸部３０ａ２と、副弁凸部４０ａと、が当接しながら一体となって軸線Ｘまわりに回転する。これにより、図５（Ｂ）に示すように、主弁３は、低圧流路３０ＬがＣ切換ポート２０ＣとＳポート２０Ｓとを連通させ、高圧流路３０ＨがＤポート２０ＤとＥ切換ポート２０Ｅとを連通させる第二切換位置に移動する。この際、高圧流路３０Ｈの壁がストップピン９に当接することで、主弁３はそれ以上軸線Ｘまわりに回転することが規制される。

この状態でさらに副弁４を軸線Ｘまわりに回転させると、回転を規制されていない副弁４のみが、上述の副弁ストッパ３０ａ１に当接するまで軸線Ｘまわりに回転する。これにより、副弁凸部４０ａが主弁凸部３０ａ２に乗り上がり、シール面４０ａ１により均圧孔３０ｅが閉じられる。したがって、高圧の流体は、均圧孔３０ｅから低圧流路３０Ｌに逃げることができないため、主弁３の外部の上側Ｘ１が高圧となり、主弁３の上側Ｘ１と低圧流路３０Ｌとの圧力差によって主弁３が弁座部２０に押し付けられる。

次に、ロータリー式切換弁１００を流路切換弁に用いた冷凍サイクルシステムについて説明する。図５は実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図であり、空気調和機の冷凍サイクルシステムの例である。空気調和機は、圧縮機Ｐ、室外熱交換器６０（凝縮器または蒸発器）、膨張弁７０、室内熱交換器８０（凝縮器または蒸発器）、流路切換弁としてのロータリー式切換弁１００を有しており、これらの各要素は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルシステムを構成している。

冷凍サイクルシステムの流路は、ロータリー式切換弁１００の主弁３を上記説明のように回転させることで、冷房運転および暖房運転の２通りの流路に切換えられるようになっている。図５（Ａ）の冷房運転時には、ロータリー式切換弁１００において主弁３の低圧流路３０ＬによりＳポート２０ＳがＥ切換ポート２０Ｅに接続され、高圧流路３０ＨによりＤポート２０ＤがＣ切換ポート２０Ｃに接続される。そして、図に矢印で示すように、圧縮機Ｐで圧縮された流体としての冷媒がロータリー式切換弁１００のＤポート２０Ｄに流入してＣ切換ポート２０Ｃから室外熱交換器６０に流入し、室外熱交換器６０から流出する冷媒が、膨張弁７０に流入する。そして、この膨張弁７０で冷媒が膨張され、室内熱交換器８０に供給される。室内熱交換器８０から流出する冷媒は、ロータリー式切換弁１００でＥ切換ポート２０ＥからＳポート２０Ｓに流れ、Ｓポート２０Ｓから圧縮機Ｐへ循環される。

図５（Ｂ）の暖房運転時には、ロータリー式切換弁１００において主弁３の低圧流路３０ＬによりＳポート２０ＳがＣ切換ポート２０Ｃに接続され、高圧流路３０ＨによりＤポート２０ＤがＥ切換ポート２０Ｅに接続される。そして、図に矢印で示すように、圧縮機Ｐで圧縮された冷媒がロータリー式切換弁１００のＤポート２０Ｄに流入してＥ切換ポート２０Ｅから室内熱交換器８０に流入し、室内熱交換器８０から流出する冷媒が、膨張弁７０に流入する。そして、この膨張弁７０で冷媒が膨張され、室外熱交換器６０に供給される。室外熱交換器６０から流出する冷媒は、ロータリー式切換弁１００でＣ切換ポート２０ＣからＳポート２０Ｓに流れ、Ｓポート２０Ｓから圧縮機Ｐへ循環される。

以上、本実施形態によれば、摺動リブ３３ｃを有し、高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌを接続するつなぎ部３３は、上述のとおり所定の板厚を有する板状としたので、従来のように高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌを構成する壁部の肉厚よりも相対的に肉厚が厚くなる部分に摺動リブを設ける構成と比較して、摺動リブを設ける箇所の肉厚を調整しやすくすることができる。このため、肉厚差による成形時の収縮量の違いによって発生するひけ、ボイド、およびクラック等によって、主弁３が変形するのを抑制することができる。そして、主弁３の変形を抑制することで、それぞれ弁座面２０ａに摺接可能なシール面３１ｂと摺動リブ３３ｃの摺動面３３ｄを平坦にするとともに、同一平面上に位置させやすくすることができる。これにより、主弁３の傾き、およびその傾きに伴う弁漏れを抑制し、安定した作動性を得ることができるロータリー式切換弁１００を提供することができる。

また、つなぎ部３３を主弁３と一体に成形された樹脂製としたので、つなぎ部３３を備える主弁３を一体成形により容易に製造することができる。なお、つなぎ部３３は、主弁３と一体に成形される樹脂製としたが、例えば、このつなぎ部３３は、内部に金属製のインサート金具を含むことも可能であり、これによって、つなぎ部３３の強度を向上させることができる。また、金属製の板をつなぎ部３３としてインサート成形により一体としてもよい。これにより、つなぎ部３３の強度を向上することができる。

また、つなぎ部３３の板厚は、高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌの壁、すなわち外側壁部３１ｃ、内側壁部３１ｄ、および径方向Ｙ外側の壁３２ａの肉厚と同等にしたことで、当該肉厚差による成形時の収縮量の違いによって発生するひけ、ボイド、およびクラックを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、主弁３の傾き、およびその傾きに伴う弁漏れを抑制し、安定した作動性を得ることができるロータリー式切換弁１００を流路切換弁として、冷凍サイクルシステムを構成することができる。

以上、本発明の実施の形態、および変形例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。

図４（Ａ）は、変形例における主弁３を斜め上側から見た斜視図であり、図４（Ｂ）は、変形例における主弁３を斜め下側から見た斜視図である。この変形例では、つなぎ部３３は、高圧流路３０Ｈの径方向Ｙ外側の壁３２ａ、および低圧流路３０Ｌの外側壁部３１ｃよりも径方向Ｙ外側に突出するとともに略全周に連続するフランジ状に形成されている点が上述の実施形態と異なっている。すなわち、つなぎ部３３は、高圧流路３０Ｈおよび低圧流路３０Ｌの外側の壁部よりも径方向Ｙ外側に突出するとともに、主弁３の全周に連続するフランジ状に形成されている。

このような構成によれば、主弁３の全周に連続してつなぎ部３３を設けることで、特に主弁３の周方向の強度を向上させることができる。これにより、例えば、内外の圧力差による応力の影響を受けやすい低圧流路３０Ｌの変形等を抑制することができる。また、つなぎ部３３は、径方向Ｙ外側に突出させることができるので、その分肉厚を大きくすることなく、つなぎ部３３の樹脂の量を増量し、主弁３の強度を向上させることができる。また、このようにつなぎ部３３により主弁３の強度を向上させることができるので、主弁３自体の樹脂量は、少なくすることができ、主弁３の材料コストを低減することができる。

１ 弁本体
３ 主弁（弁体）
６ 中心軸
１０ａ 弁室
２０ 弁座部
２０ａ 弁座面
２０Ｃ Ｃ切換ポート（４個のポート）
２０Ｄ Ｄポート（４個のポート）
２０Ｅ Ｅ切換ポート（４個のポート）
２０Ｓ Ｓポート（４個のポート）
３０Ｈ 高圧流路
３０Ｌ 低圧流路
３１ｂ シール面（シール部）
３３ つなぎ部
３３ｃ 摺動リブ
１００ ロータリー式切換弁

Claims (4)

1. 弁室を構成する弁本体と、前記弁室に開口する４個のポートを有する弁座部と、前記弁本体の内部で前記弁座部に交差する中心軸まわりに回転可能に設けられる弁体と、を備えるロータリー式切換弁であって、
   前記弁体は、隣り合う２個のポートを連通させる高圧流路および低圧流路を有した樹脂成形部品であって、
   前記低圧流路の開口端縁に設けられ、前記弁座部側に突出して前記弁座部の弁座面に摺接可能なシール部と、
   前記高圧流路および前記低圧流路の前記開口端縁を接続するつなぎ部と、
   前記つなぎ部から前記弁座部側に突出して前記弁座面に摺接可能な摺動リブと、を備え、
   前記つなぎ部は、前記中心軸の軸線方向に所定の板厚を有した板状に形成されていることを特徴とするロータリー式切換弁。
2. 前記つなぎ部は、前記高圧流路および前記低圧流路の外側壁部よりも径方向外側に突出するとともに、前記弁体の全周に連続するフランジ状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリー式切換弁。
3. 前記つなぎ部は、前記弁体と一体に成形された樹脂製であることを特徴とする請求項１に記載のロータリー式切換弁。
4. 前記つなぎ部の板厚は、前記高圧流路および前記低圧流路の壁の肉厚と同等であることを特徴とする請求項１に記載のロータリー式切換弁。

Images