JP3729984B2 - Valve seat plate structure of rotary flow path switching valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータリ式流路切換弁に関し、特にヒートポンプシステムで使用される四方弁や三方弁の弁座板の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
四方弁や三方弁として使用されるロータリ式流路切換弁として、円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回転変位可能に設けられた弁体と、前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板と、前記弁体を回転駆動する電磁ソレノイドとを有し、前記弁体は、一方の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか一方に選択的に連通接続するように構成されたものが知られている。
【0003】
上述のようなロータリ式流路切換弁で使用される弁座板としては、切削加工による削り出し品、プレス加工品によるものが一般的であり、これ以外に、鋳造品、ダイキャスト品、ロストワックス鋳造品、鍛造品等によるものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
弁座板は、プレス加工品によるのが最も生産性に優れ、経済的であるが、弁座板の板厚と平面面積比の関係から、板厚が厚いと、プレス加工では、だれ、反り、捻れ等が生じ、内部応力を除去する必要性が発生してしまったり、プレス機での抜き加工に必要な力が大きくなることから加工用雄型や雌型の保持強度を高める必要性が発生してしまい、これらの事情から、寸法精度の高いものを製作することが難しい。
【0005】
上述のようなロータリ式流路切換弁の弁座板では、特に、弁体が摺接するシール面の平面度が重要であるが、しかし、所要の剛性を得るために板厚が厚いものでは、プレス加工の残留変形により、所要の平面度を得ることが難しい。
【0006】
このため、弁座板の板厚が厚い場合には、切削加工品か、あるいはプレス加工品に切削加工(2次加工)を施して所要の精度を得なければならず、生産性、経済性が悪い。
【0007】
また、弁座板を弁ハウジングに嵌め込み装着するために弁座板の外周に組付用の段差部を設けたり、低圧側ポート、高圧側ポート、切換ポートの各ポートに継手パイプ差し込み用の段差部を設ける場合には、段差部をプレス加工により高精度に行うことが難しいから、プレス加工品に切削加工を加えるか、あるいは、切削加工品、鋳造品、ダイキャスト品、ロストワックス鋳造品、鍛造品により弁座板を構成しなければならず、生産性、経済性が悪い。
【0008】
この発明は、上述の如き問題点に着目してなされたものであり、板厚が厚くても、プレス加工品で、所要の精度を得ることができ、また、切削加工等を必要とすることなく組付用の段差部や継手パイプ差し込み用の段差部を構成することもでき、生産性、経済性に優れたロータリ式流路切換弁の弁座板構造を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項1に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造は、円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられた主弁体と、前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板と、前記弁体を回転駆動する電磁ソレノイドとを有し、前記弁体は、当該弁体の一方の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか一方に選択的に連通接続するように構成されたロータリ式流路切換弁において、前記弁座板は、前記低圧側ポート、前記高圧側ポート、及び、前記切換ポートの各ポートを各々打ち抜き形成されたプレス加工板材を、複数枚、重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されているものである。
【0010】
請求項2に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造は、前記複数枚のプレス加工板材の外形寸法が相互に異なり、当該外形寸法の相違により前記重ね合せ構造体の外周に前記弁座板を弁ハウジングに嵌め込み装着するための段差部が形成されているものである。
【0011】
請求項3に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造は、前記複数枚のプレス加工板材における前記各ポートの打ち抜き径が相互に異なり、当該打ち抜き径の相違により、前記各ポートに継手パイプ差し込み用の段差部が形成されているものである。
【0012】
請求項4に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造は、前記複数枚のプレス加工板材中の互いに接触して重なる2枚のプレス加工板材のうち一方には位置決め用突起が固定され、他方には前記位置決め用突起が嵌合する位置決め孔が打ち抜き形成されているものである。
【0013】
請求項1に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、弁座板は、低圧側ポート、高圧側ポート、切換ポートの各ポートを打ち抜き形成されたプレス加工板材を、複数枚、重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されるから、一枚のプレス加工板材の板厚を平面度保持のために薄くすることができ、そのプレス加工板材の重ね合せにより、全体で板厚が厚くなり、所要の剛性を得ることができる。
【0014】
請求項2に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、複数枚のプレス加工板材の外形寸法が相互に異なっていて、この外形寸法の相違により重ね合せ構造体の外周に弁座板を弁ハウジングに嵌め込み装着するための段差部が切削加工に依らずに形成される。
【0015】
請求項3に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、複数枚のプレス加工板材における各ポートの打ち抜き径が相互に異なっていて、この打ち抜き径の相違により各ポートに継手パイプ差し込み用の段差部が切削加工に依らずに形成されているものである。
【0016】
請求項4に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、位置決め用突起と位置決め孔との嵌合により、互いに接触して重なる2枚のプレス加工板材の接合状態における位置決めが行われる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0018】
図1〜図12はこの発明によるロータリ式流路切換弁の一つの実施の形態を示している。ロータリ式流路切換弁は、円筒状の弁ハウジング1と、弁ハウジング1内に回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられた主弁体3と、弁ハウジング1の底部に固定された弁座板5と、主弁体3に設けられたパイロット弁9と、弁ハウジング1の上部に取り付けられた電磁ソレノイド11とを有している。
【0019】
このロータリ式流路切換弁は、ヒートポンプシステムで使用される四方弁100として構成され、弁座板5には、各々配管接続用の継手パイプ13、17、21、25を嵌め込み固定されている低圧側ポート15、高圧側ポート19、第一の切換ポート23、第二の切換ポート27が各々弁座板5の中心から径方向にずれた箇所に貫通形成されている。
【0020】
図5、図6に示されているように、低圧側ポート15には継手パイプ13を介してヒートポンプシステムにおけるコンプレッサPの吸入側からの低圧側配管102が、高圧側ポート19には継手パイプ17を介してコンプレッサPの吐出側からの高圧側配管104が、第一の切換ポート23には継手パイプ21を介してエバポレータ(室内熱交換器)Eの配管106が、第二の切換ポート27には継手パイプ25を介してコンデンサ(室外熱交換器)Cの配管108を各々連通接続されている。
【0021】
主弁体3は、図1に示されているように、底部に設けられた中心ガイト孔29にて弁座板5に嵌め込み固定されたセンタピン31に嵌合していると共に、上部に舌片状に突出形成されたガイド部4にて、弁ハウジング1の上部に大径円筒部2と同心に設けられた主弁体案内円筒部6に軸線方向に移動可能に嵌合し、これらの嵌合ガイドにより自身の中心軸線の周りに第一の回転位置と第二の回転位置との間に回転変位し、軸線方向に直線的に上昇位置と降下位置との間に上下変位する。
【0022】
なお、ガイド部4は後述する高圧側連絡溝37の側とは反対側に形成され、主弁体案内円筒部6との当接関係により、高圧側の流入圧力による主弁体3の傾き偏倚を抑制する。
【0023】
主弁体3は降下位置においては、底面(圧力室41とは反対の側の端面)33にて弁座板5の上面(シール面)と接触しており、その底面部に互いに独立した低圧側連絡溝35と高圧側連絡溝37とを有している。
【0024】
図8〜図12に示されているように、弁座板5は、外形打ち抜きと共に低圧側ポート15a、高圧側ポート19a、第一の切換ポート23a、第二の切換ポート27aの各ポートを打ち抜き形成された上側プレス加工板材5aと、外形打ち抜きと共に低圧側ポート15b、高圧側ポート19b、第一の切換ポート23b、第二の切換ポート27bの各ポートを打ち抜き形成された下側プレス加工板材5bとを重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されている。また、上側プレス加工板材5aと下側プレス加工板材5bにはセンタピン31の取付孔6a、6bが各々打ち抜き形成されている。
【0025】
上側プレス加工板材5aには2個の位置決め用ボス81がバーリングにより形成され、下側プレス加工板材5bには位置決め用ボス81が各々嵌合する2個の位置決め孔83が打ち抜き形成されている。この位置決め用ボス81と位置決め孔83との嵌合により、上側プレス加工板材5aと下側プレス加工板材5bとの重ね合せ接合における同心位置決めが行われる。
【0026】
この同心位置決めにより、上側プレス加工板材5aの低圧側ポート15a、高圧側ポート19a、第一の切換ポート23a、第二の切換ポート27a、取付孔6aと、下側プレス加工板材5bの低圧側ポート15b、高圧側ポート19b、第一の切換ポート23b、第二の切換ポート27b、取付孔6bとが各々同心連通し、この同心連通によって、弁座板5を貫通する正規の低圧側ポート15、高圧側ポート19、第一の切換ポート23、第二の切換ポート27が画定される。
【0027】
上側プレス加工板材5aの外径Daは、下側プレス加工板材5bの外径Dbより、弁ハウジング1の板厚分だけ小さくなっている。これにより、上側プレス加工板材5aと下側プレス加工板材5bとの重ね合せ構造体による弁座板5の外周に段差部85が形成されている。弁座板5はこの段差部85によって弁ハウジング1の下底端部に嵌め込み装着されている。
【0028】
また、上側プレス加工板材5aの低圧側ポート15a、高圧側ポート19a、第一の切換ポート23a、第二の切換ポート27aの各ポートのポート径Paは、下側プレス加工板材5bの低圧側ポート15b、高圧側ポート19b、第一の切換ポート23b、第二の切換ポート27bの各ポートのポート径Pbより、継手パイプ13、17、23、27のパイプ厚さ分だけ小さくなっている。これにより各ポートに継手パイプ差し込み段差部87が形成されている。
【0029】
ストッパを兼ねている継手パイプ17以外の継手パイプ13、23、27は、パイプ先端を継手パイプ差し込み段差部87に突き当てられることにより、各ポートに対する挿入量を規定される。継手パイプ17は、中間部に形成された拡径部22を継手パイプ差し込み段差部87に突き当てられることにより、高圧側ポート19に対する挿入量を規定される。
【0030】
なお、上側プレス加工板材5aと下側プレス加工板材5bとは、ろう付け、溶接等により、一体的に重ね合せ接合される。
【0031】
主弁体3は、第一の回転位置では、図5に示されているように、低圧側連絡溝35により低圧側ポート15と第一の切換ポート23とを連通接続すると共に高圧側連絡溝37によって高圧側ポート19と第二の切換ポート27とを連通接続し、第二の回転位置では、図6に示されているように、低圧側連絡溝35により低圧側ポート15と第二の切換ポート27とを連通接続すると共に高圧側連絡溝37によって高圧側ポート19と第一の切換ポート23とを連通接続する。
【0032】
これにより、主弁体3が第一の回転位置である切換状態では、図5に示されているように、コンプレッサP→四方弁100→室外熱交換器C→絞りD→室内熱交換器E→四方弁100→コンプレッサPと云う冷媒循環路が確立し、ヒートポンプシステムは冷房モードになる。
【0033】
これに対し、主弁体3が第二の回転位置である切換状態では、図6に示されているように、コンプレッサP→四方弁100→室内熱交換器E→絞りD→室外熱交換器C→四方弁100→コンプレッサPと云う冷媒循環路が確立し、ヒートポンプシステムは暖房モードになる。
【0034】
なお、高圧側配管17の先端は、高圧側ポート19を貫通して高圧側連絡溝37内に突出しており、高圧側連絡溝37の内壁面との当接により、主弁体3の回動変位範囲を第一の回転位置と第二の回転位置との間の往復回動範囲に制限するストッパを兼ねている。
【0035】
主弁体3の上側(一方の端面側)には、図1に示されているように、弁ハウジング1と、弁ハウジング1の上部に形成されているパイロット弁案内筒部39に嵌合しているパイロット弁9とによって圧力室41が画定されている。圧力室41は、パイロット弁9と主弁体3との間のバイパス間隙43や、主弁体3のピストンリング溝45に嵌め込まれているピストンリング47の両端間に形成されるスリット部(図示省略)を経て、高圧側連絡溝37、高圧側ポート19と連通しており、高圧側ポート19の圧力を導入される。
【0036】
パイロット弁案内筒部39は大径円筒部2や主弁体案内筒部6と同心に設けられており、パイロット弁9のプランジャ部10は、パイロット弁案内筒部39や、主弁体3の中心部に形成された円形横断面の弁保持孔51に、軸線方向に移動可能に嵌合しており、先端のニードル弁部53にて主弁体3に形成された弁ポート55を開閉する。
【0037】
この構造により、パイロット弁9は、弁ハウジング1側のパイロット弁案内筒部39と主弁体3側の弁保持孔51に軸線方向に移動可能に嵌合し、弁ハウジング1と主弁体3の両方より個別に支持されていることになる。
【0038】
なお、プランジャ部10の具体的な形状としては、例えば、図7(a)〜(c)に示されているように、外周面にカット面12を有していて、D形横断面形状あるいは多角形横断面形状をなしており、残された円周面14だけでパイロット弁案内筒部39や弁保持孔51に嵌合するものが考えられる。
【0039】
この場合には、パイロット弁9のカット面12と弁保持孔51との間に、圧力室41と弁ポート55とを連通する通路(図示せず)が形成される。
【0040】
また、プランジャ部10の他の具体的な形状としては、図7(d)に示されているように、パイロット弁案内筒部39や弁保持孔51の内径に対応した外径の略円柱状をなしており、円周面14の全周においてパイロット弁案内筒部39や弁保持孔51に嵌合するものが考えられる。
【0041】
この場合には、図7(e)に示されているように、プランジャ部10のニードル弁部53寄りの先端部分に小径部10aが形成され、この小径部10aにプランジャ部10の中心を通る貫通通路10bがプランジャ部10の径方向に貫設されると共に、ニードル弁部53とは反対側のパイロット弁案内筒部39側に位置する端面から貫通通路10bの中央に至る連絡通路10cがプランジャ部10の軸方向に形成され、この貫通通路10bと連絡通路10c、及び、小径部10aと弁保持孔51との間の空間により、圧力室41と弁ポート55とを連通する通路(図示せず)が構成される。
【0042】
弁ポート55は、弁保持孔51の底部中央にあり、一方でバイパス間隙43を介して圧力室41に連通し、他方で連通孔57によって低圧側連絡溝35に連通している。
【0043】
パイロット弁9は、電磁ソレノイド11の固定吸引子59との間に設けられたばね61により閉弁方向に付勢され、電磁ソレノイド11の電磁コイル63に通電が行われることにより、ばね61のばね力に抗して固定吸引子59に吸着し、弁ポート55を開放、すなわち開弁する。
【0044】
主弁体3の上部にはプラスチックスマグネットによる多極マグネット71がインサート成形により一体的に設けられている。多極マグネット71は、主弁体3と同心のリング状をなし、主弁体3の回転方向にN極部とS極部とを交互に2個ずつ有している。
【0045】
電磁ソレノイド11には、電磁コイル63の上側の一方の磁極と磁気的に連結されているステープル形状の主磁極部材65がボルト67により固定されており、また電磁コイル63の下側の他方の磁極と磁気的に連結されて、主磁極部材65とは弁ハウジング1の中心軸線周りに90度回転変位した位置に、ステープル形状の副磁極部材69が固定されている。
【0046】
上述のような電磁ソレノイド11と多極マグネット71による電磁アクチュエータ構造では、電磁ソレノイド11に対し通電する電流の方向により主磁極部材65がN極、副磁極部材69がS極に帯磁、あるいはその反対の極性に帯磁し、多極マグネット71との磁気作用により、主弁体3を第一の回転位置より第二の回転位置へ回転変位、あるいはその反対に回転変位させる。
【0047】
上述のような構成による四方弁100では、図1に示されているような状態において、電磁ソレノイド11の電磁コイル63に通電が行われると、固定吸引子59が励磁し、パイロット弁9がばね61のばね力に抗して上昇変位して固定吸引子59に吸着し、弁ポート55が開放される。
【0048】
これにより圧力室41が低圧側連絡溝35、低圧側ポート15と連通し、コンプレッサPの吸入圧により、圧力室41の内圧が高圧側ポート19と同じ高圧から低圧側ポート15と同じ低圧に向かって低下する。これにより主弁体3の下側に比べて主弁体3の上側が低圧になり、圧力差で主弁体3が上昇変位し、弁座板5より離れ、低抵抗で回転変位し得る状態になる。
【0049】
なお、パイロット弁9が開弁すれば、圧力室41の内圧が低下するのは、ピストンリング47のスリット部によって圧力室41と高圧側連絡溝37、高圧側ポート19との連通度が絞られており、この連通度がパイロット弁9が開弁した時の圧力室41と低圧側連絡溝35との連通度より低い値に設定されているからである。
【0050】
上述の状態になると、主磁極部材65、副磁極部材69の帯磁と多極マグネット71との磁気作用により、主弁体3が第一の回転位置より第二の回転位置へ回転変位、あるいはその反対に回転変位し、ヒートポンプサイクルが冷房モードあるいは暖房モードに切り換えられる。
【0051】
この後に、電磁コイル63に対する通電を停止すると、ばね61のばね力によりパイロット弁9が降下して閉弁し、圧力室41と低圧側連絡溝35との連通が遮断され、バイパス用間隙43やピストンリング47のスリット部49を経て、高圧側連絡溝37、高圧側ポート19の圧力が圧力室41に導入され、圧力室41が主弁体3の下部の圧力と同圧になり、ばね61のばね力と主弁体3の自重とによって主弁体3が元の降下位置に戻り、弁座板5と密着する。
【0052】
上述のような弁構造では、シール面である弁座板5の上面の平面度が重要である。このことに対し、弁座板5は、低圧側ポート15、高圧側ポート19、第一の切換ポート23、第二の切換ポート27の各ポートを打ち抜き形成された上側プレス加工板材5aと下側プレス加工板材5bとを重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されるから、一枚のプレス加工板材5a、5bとの板厚を平面度保持のために薄くすることができ、そのプレス加工板材5a、5bとの重ね合せにより、全体で板厚が厚くなり、所要の剛性を得ることができる。すなわち、プレス成形品による弁座板5で、平面度と剛性とを両立できるようになる。
【0053】
また、弁座板5を弁ハウジング1に嵌め込み装着するための段差部85や、各ポートの継手パイプ差し込み段差部87が切削加工に依らずに形成されることも併せて、所要の性能を有する弁座板5が生産性よく、経済的に製作されるようになる。
【0054】
また、位置決め用ボス81と位置決め孔83との嵌合により、上側プレス加工板材5aと下側プレス加工板材5bとの重ね合せ接合における位置決めが確実に行われ、このことによっても高精度の弁座板5が生産性よく、経済的に製作されるようになる。
【0055】
なお、弁座板5は、上下2枚のプレス加工板材による重ね合せ構造体に限られることはなく、3枚、あるいはそれ以上の枚数のプレス加工板材による重ね合せ構造体により構成されてもよく、重ね合せ枚数に限定を与えることはない。
【0056】
また、位置決め用ボス81と位置決め孔83との配置は本実施形態とは逆であってもよく、具体的には、上側プレス加工板材5aに位置決め孔83を形成し、下側プレス加工板材5bに位置決め用ボス81を形成するようにしてもよい。そして、位置決め用ボス81は、ハーフブランク(押し出し加工)による突起や別部材の固着によるピンなどに代えてもよい。
【0057】
さらに、本実施形態では四方弁を例に取って説明したが、本発明はロータリ式の三方弁においても同様に適用可能であることは云うまでもない。
【0058】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、請求項1に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられた主弁体と、前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板と、前記弁体を回転駆動する電磁ソレノイドとを有し、前記弁体は、当該弁体の一方の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか一方に選択的に連通接続するように構成されたロータリ式流路切換弁において、前記弁座板は、前記低圧側ポート、前記高圧側ポート、及び、前記切換ポートの各ポートを各々打ち抜き形成されたプレス加工板材を、複数枚、重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されているものとした。
【0059】
このため、弁座板は、低圧側ポート、高圧側ポート、切換ポートの各ポートを打ち抜き形成されたプレス加工板材を、複数枚、重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されるから、一枚のプレス加工板材の板厚を平面度保持のために薄くすることができ、そのプレス加工板材の重ね合せにより、全体で板厚が厚くなり、所要の剛性を得ることができ、このことにより、弁座板の板厚が厚くても、プレス加工品で、所要の精度を得ることができ、生産性、経済性に優れたロータリ式流路切換弁の弁座板を得ることができる。
【0060】
請求項2に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造は、前記複数枚のプレス加工板材の外形寸法が相互に異なり、当該外形寸法の相違により前記重ね合せ構造体の外周に前記弁座板を弁ハウジングに嵌め込み装着するための段差部が形成されているものとした。
【0061】
これにより、複数枚のプレス加工板材の外形寸法が相互に異なっていて、この外形寸法の相違により重ね合せ構造体の外周に弁座板を弁ハウジングに嵌め込み装着するための段差部が切削加工に依らずに形成され、このことによって嵌め込み装着用の段差部を有する弁座板が生産性よく、経済的に製作されるようになる。
【0062】
請求項3に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、前記複数枚のプレス加工板材における前記各ポートの打ち抜き径が相互に異なり、当該打ち抜き径の相違により、前記各ポートに継手パイプ差し込み用の段差部が形成されているものとした。
【0063】
これにより、複数枚のプレス加工板材における各ポートの打ち抜き径が相互に異なっていて、この打ち抜き径の相違により各ポートに継手パイプ差し込み用の段差部が切削加工に依らずに形成され、このことによって継手パイプ差し込み用の段差部を有する弁座板が生産性よく、経済的に製作されるようになる。
【0064】
請求項4に記載の発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造によれば、前記複数枚のプレス加工板材中の互いに接触して重なる2枚のプレス加工板材のうち一方には位置決め用突起が固定され、他方には前記位置決め用突起が嵌合する位置決め孔が打ち抜き形成されているものとした。
【0065】
これにより、位置決め用突起と位置決め孔との嵌合によって、互いに接触して重なる2枚のプレス加工板材の重ね合せ接合における位置決めが正確に行われ、このことによって高精度の弁座板が生産性よく、経済的に製作されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明によるロータリ式流路切換弁の弁座板構造の一つの実施の形態を示す縦断面図である。
【図2】図1のロータリ式流路切換弁の平面図である。
【図3】図1のロータリ式流路切換弁の底面図である。
【図4】図1のロータリ式流路切換弁の側面図である。
【図5】図1のロータリ式流路切換弁をヒートポンプシステムに組み込んだ際の冷房運転時における冷媒回路構成を示す説明図である。
【図6】図1のロータリ式流路切換弁をヒートポンプシステムに組み込んだ際の暖房運転時における冷媒回路構成を示す説明図である。
【図7】(a)〜(d)は図1のパイロット弁の端面図、(e)は(d)のパイロット弁の断面図である。
【図8】この発明によるロータリ式流路切換弁で用いられる弁座板構成用の上側プレス加工板材の拡大平面図である。
【図9】図8の上側プレス加工板材のA−A線断面図である。
【図10】この発明によるロータリ式流路切換弁で用いられる弁座板構成用の下側プレス加工板材の拡大平面図である。
【図11】図10の上側プレス加工板材のB−B線断面図である。
【図12】この発明によるロータリ式流路切換弁で用いられる弁座板の拡大縦断面図である。
【符号の説明】
1 弁ハウジング
3 主弁体
5 弁座板
5a、5b プレス加工板材
9 パイロット弁
11 電磁ソレノイド
15 低圧側ポート
19 高圧側ポート
23 第一の切換ポート
27 第二の切換ポート
35 低圧側連絡溝
37 高圧側連絡溝
41 圧力室
45 ピストンリング溝
47 ピストンリング
55 弁ポート
59 固定吸引子
63 電磁コイル
65 主磁極部材
69 副磁極部材
71 多極マグネット
81 位置決め用ボス
83 位置決め孔
85 段差部
87 継手パイプ差し込み段差部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotary flow path switching valve, and more particularly to a structure of a valve seat plate of a four-way valve or a three-way valve used in a heat pump system.
[0002]
[Prior art]
As a rotary flow path switching valve used as a four-way valve or a three-way valve, a cylindrical valve housing, a valve body that can be rotationally displaced in the valve housing, and a low-pressure side pipe fixed to the valve housing are connected. A low pressure side port, a high pressure side port to which a high pressure side pipe is connected, and a valve seat plate having at least one switching port, and an electromagnetic solenoid for rotationally driving the valve body, It is known that one end face is in contact with the valve seat plate, and is configured to selectively connect the switching port to either the low pressure side port or the high pressure side port by rotational displacement. Yes.
[0003]
The valve seat plate used in the rotary flow path switching valve as described above is generally a machined product by cutting or a press-worked product. Besides this, a cast product, die-cast product, lost product is used. Some of them are cast wax products, forged products, etc.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The valve seat plate is the most productive and economical to use a press-processed product, but due to the relationship between the plate thickness of the valve seat plate and the plane area ratio, if the plate thickness is thick, there will be warping and warping in press processing. There is a need to increase the holding strength of the male and female molds for processing due to the occurrence of twisting and the need to remove internal stress, and the increased force required for punching with a press machine. Due to these circumstances, it is difficult to manufacture a product with high dimensional accuracy.
[0005]
In the valve seat plate of the rotary flow path switching valve as described above, in particular, the flatness of the seal surface with which the valve body slides is important, but in order to obtain the required rigidity, the plate thickness is thick. It is difficult to obtain the required flatness due to the residual deformation of press working.
[0006]
For this reason, when the plate thickness of the valve seat plate is thick, it is necessary to obtain the required accuracy by performing cutting (secondary processing) on the machined product or the press-worked product. Is bad.
[0007]
Also, in order to fit the valve seat plate into the valve housing and install it, a step for assembly is provided on the outer periphery of the valve seat plate, or a step for inserting a joint pipe into each port of the low pressure side port, high pressure side port and switching port. When providing the part, it is difficult to perform the stepped portion with high precision by pressing, so the cutting product is subjected to cutting, or the cutting product, casting product, die-cast product, lost wax casting product, The valve seat plate must be formed of a forged product, and productivity and economy are poor.
[0008]
The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and even if the plate thickness is large, the required accuracy can be obtained with a press-worked product, and cutting or the like is required. It is also possible to form a stepped portion for assembly and a stepped portion for inserting a joint pipe, and to provide a valve seat plate structure of a rotary flow path switching valve excellent in productivity and economy.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, a valve seat plate structure of a rotary type flow path switching valve according to the first aspect of the present invention includes a cylindrical valve housing, a rotational displacement of the valve housing, and a rotational axis direction. A valve seat having a movable main valve body, a low pressure side port fixed to the valve housing and connected to a low pressure side pipe, a high pressure side port connected to a high pressure side pipe, and at least one switching port A valve and an electromagnetic solenoid that rotationally drives the valve body, the valve body is in contact with the valve seat plate at one end face of the valve body, and the switching port is connected to the low-pressure side port by rotational displacement. And a rotary flow path switching valve configured to selectively communicate with any one of the high pressure side port and the valve seat plate, the low pressure side port, the high pressure side port, and the switching port Each paw The pressing plate each is punched a plurality, in which is constituted by overlapping structure that superposition junction.
[0010]
In the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the second aspect of the present invention, the outer dimensions of the plurality of press-processed plate materials are different from each other, and the outer periphery of the overlapped structure is formed by the difference in the outer dimensions. A step portion is formed for fitting the valve seat plate into the valve housing.
[0011]
In the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the invention of
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a valve seat plate structure for a rotary flow path switching valve, wherein one of the two pressed plate members in the plurality of pressed plate members has a positioning projection on one of them. On the other side, a positioning hole into which the positioning protrusion is fitted is punched and formed.
[0013]
According to the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the first aspect of the present invention, the valve seat plate is formed by stamping and forming the low pressure side port, the high pressure side port, and the switching port. Because it is composed of a laminated structure with multiple sheets joined together, the thickness of a single pressed plate can be reduced to maintain flatness, As a result, the plate thickness increases, and the required rigidity can be obtained.
[0014]
According to the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the second aspect of the present invention, the outer dimensions of the plurality of press-processed plate materials are different from each other. A step portion for fitting and mounting the valve seat plate in the valve housing on the outer periphery is formed without depending on the cutting process.
[0015]
According to the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the third aspect of the present invention, the punched diameters of the respective ports in the plurality of press-worked plate materials are different from each other, and each port is determined by the difference in the punched diameters. The step portion for inserting the joint pipe is formed without depending on the cutting process.
[0016]
According to the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the fourth aspect of the present invention, in the joined state of the two press-worked plate materials that come into contact with each other and are overlapped by the fitting of the positioning projection and the positioning hole. Positioning is performed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
[0018]
FIGS. 1-12 has shown one Embodiment of the rotary type flow-path switching valve by this invention. The rotary flow path switching valve is fixed to a
[0019]
This rotary flow path switching valve is configured as a four-
[0020]
As shown in FIGS. 5 and 6, the low
[0021]
As shown in FIG. 1, the
[0022]
The
[0023]
In the lowered position, the
[0024]
As shown in FIGS. 8 to 12, the
[0025]
Two positioning
[0026]
By this concentric positioning, the low-
[0027]
The outer diameter Da of the upper pressed
[0028]
Further, the port diameter Pa of each of the low
[0029]
The
[0030]
The upper press-processed
[0031]
As shown in FIG. 5, the
[0032]
Thereby, in the switching state in which the
[0033]
On the other hand, in the switching state in which the
[0034]
The tip of the high-
[0035]
As shown in FIG. 1, the
[0036]
The pilot valve
[0037]
With this structure, the pilot valve 9 is fitted to the pilot valve
[0038]
As a specific shape of the
[0039]
In this case, a passage (not shown) that connects the
[0040]
In addition, as another specific shape of the
[0041]
In this case, as shown in FIG. 7 (e), a small diameter portion 10 a is formed at the distal end portion of the
[0042]
The
[0043]
The pilot valve 9 is energized in the valve closing direction by a
[0044]
A
[0045]
A staple-shaped main
[0046]
In the electromagnetic actuator structure including the
[0047]
In the four-
[0048]
As a result, the
[0049]
When the pilot valve 9 is opened, the internal pressure of the
[0050]
In the above state, the
[0051]
Thereafter, when energization to the
[0052]
In the valve structure as described above, the flatness of the upper surface of the
[0053]
In addition, the stepped
[0054]
Further, the fitting between the positioning
[0055]
The
[0056]
Further, the
[0057]
Furthermore, although the present embodiment has been described by taking a four-way valve as an example, it is needless to say that the present invention can be similarly applied to a rotary three-way valve.
[0058]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, according to the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the first aspect of the present invention, the cylindrical valve housing, the valve housing can be rotationally displaced, and the rotary shaft can be rotated. A main valve body movably provided in a direction, a low pressure side port fixed to the valve housing and connected to a low pressure side pipe, a high pressure side port connected to a high pressure side pipe, and at least one switching port A valve seat plate; and an electromagnetic solenoid that rotationally drives the valve body. The valve body is in contact with the valve seat plate at one end surface of the valve body, and the switching port is connected to the low pressure by rotational displacement. In the rotary flow path switching valve configured to selectively communicate with either one of the side port and the high pressure side port, the valve seat plate includes the low pressure side port, the high pressure side port, and the Switching port The pressing plate each is stamped each port, a plurality, and assumed to be composed of overlapping structures and superposition junction.
[0059]
For this reason, the valve seat plate is composed of a laminated structure in which a plurality of press-worked plate materials formed by punching the low-pressure side port, the high-pressure side port, and the switching port are overlapped and joined. The plate thickness of the pressed plate material can be reduced to maintain flatness, and by stacking the pressed plate material, the overall plate thickness is increased and the required rigidity can be obtained. Even if the plate thickness of the valve seat plate is large, the required accuracy can be obtained with a press-processed product, and the valve seat plate of the rotary flow path switching valve excellent in productivity and economy can be obtained.
[0060]
In the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the second aspect of the present invention, the outer dimensions of the plurality of press-processed plate materials are different from each other, and the outer periphery of the overlapped structure is caused by the difference in the outer dimensions. A step portion for fitting and mounting the valve seat plate on the valve housing is formed.
[0061]
As a result, the outer dimensions of the plurality of press-processed plate materials are different from each other. Due to the difference in the outer dimensions, the stepped portion for fitting the valve seat plate into the valve housing on the outer periphery of the overlapped structure is attached to the cutting process. Therefore, a valve seat plate having a stepped portion for fitting and mounting is manufactured with good productivity and economically.
[0062]
According to the valve seat plate structure of the rotary flow path switching valve according to the invention of
[0063]
As a result, the punched diameters of each port in a plurality of press-worked plate materials are different from each other, and due to this punched diameter difference, a stepped portion for inserting a joint pipe is formed in each port without depending on the cutting process. As a result, a valve seat plate having a stepped portion for inserting a joint pipe can be manufactured with high productivity and economically.
[0064]
According to the valve seat plate structure of the rotary type flow path switching valve according to the fourth aspect of the present invention, one of the two pressed plate members in contact with each other in the plurality of pressed plate members is positioned for positioning. The protrusion is fixed, and the other is formed with a positioning hole into which the positioning protrusion is fitted.
[0065]
As a result, the positioning projection and the positioning hole are fitted to each other so that the positioning in the overlap joining of the two press-processed plate materials that are in contact with each other is accurately performed. Well, it will be produced economically.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a valve seat plate structure of a rotary flow path switching valve according to the present invention.
2 is a plan view of the rotary flow path switching valve of FIG. 1; FIG.
3 is a bottom view of the rotary flow path switching valve of FIG. 1. FIG.
4 is a side view of the rotary flow path switching valve of FIG. 1. FIG.
5 is an explanatory diagram showing a refrigerant circuit configuration during cooling operation when the rotary flow path switching valve of FIG. 1 is incorporated in a heat pump system.
6 is an explanatory diagram showing a refrigerant circuit configuration during heating operation when the rotary flow path switching valve of FIG. 1 is incorporated in a heat pump system. FIG.
7A to 7D are end views of the pilot valve of FIG. 1, and FIG. 7E is a cross-sectional view of the pilot valve of FIG.
FIG. 8 is an enlarged plan view of an upper press plate for a valve seat plate used in the rotary flow path switching valve according to the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of the upper press-processed plate material of FIG.
FIG. 10 is an enlarged plan view of a lower press processed plate material for a valve seat plate configuration used in the rotary flow path switching valve according to the present invention.
11 is a cross-sectional view of the upper pressed plate material of FIG. 10 taken along line BB.
FIG. 12 is an enlarged longitudinal sectional view of a valve seat plate used in the rotary flow path switching valve according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記弁ハウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられた主弁体と、
前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板と、
前記弁体を回転駆動する電磁ソレノイドとを有し、
前記弁体は、当該弁体の一方の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか一方に選択的に連通接続するように構成されたロータリ式流路切換弁において、
前記弁座板は、前記低圧側ポート、前記高圧側ポート、及び、前記切換ポートの各ポートを各々打ち抜き形成されたプレス加工板材を、複数枚、重ね合せ接合した重ね合せ構造体により構成されている、
ことを特徴とするロータリ式流路切換弁の弁座板構造。A cylindrical valve housing;
A main valve body provided in the valve housing so as to be capable of rotational displacement and movable in the direction of the rotational axis;
A low pressure side port fixed to the valve housing and connected to a low pressure side pipe, a high pressure side port connected to a high pressure side pipe, and a valve seat plate having at least one switching port;
An electromagnetic solenoid that rotationally drives the valve body;
The valve body is in contact with the valve seat plate at one end surface of the valve body, and the switching port is selectively connected to one of the low-pressure side port and the high-pressure side port by rotational displacement. In the rotary flow path switching valve configured as follows:
The valve seat plate is constituted by a laminated structure in which a plurality of press-worked plate materials each formed by punching the low-pressure side port, the high-pressure side port, and the switching port are laminated and joined. Yes,
A valve seat plate structure for a rotary flow path switching valve.
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