JP6999184B2 - Flow switching valve - Google Patents
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Description
本発明は、スライド式の流路切換弁に関する。 The present invention relates to a slide type flow path switching valve.
ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、冷暖房運転の切り換えに応じて冷媒の流れ方向を切り換える流路切換弁が用いられる。 In a heat pump type air-conditioning system such as a room air conditioner or a car air conditioner, a flow path switching valve that switches the flow direction of the refrigerant according to the switching of the air-conditioning operation is used.
従来の流路切換弁が特許文献1に開示されている。図8に示すように、流路切換弁901は、六方切換弁であって、筒状の弁ハウジング910と、弁ハウジング910内にブラケット953に押されることで軸線L方向にスライド可能に配置された弁体918と、を有している。弁ハウジング910内には、軸線Lと直交する方向に対向して配置された第1弁座913と第2弁座915とが設けられている。第1弁座913には、3つのポートpB、pA、pFが軸線L方向に順に並んで設けられている。第2弁座915には、3つのポートpB、pA、pFと対向するように別の3つのポートpC、pD、pEが軸線L方向に順に並んで設けられている。
A conventional flow path switching valve is disclosed in
弁体918には、3つのポートのうちの2つのポート(ポートpAとポートpB、または、ポートpAとポートpF)を連通させる第1Uターン通路928と、別の3つのポートのうちの2つのポート(ポートpCとポートpD、または、ポートpEとポートpD)を連通させる第2Uターン通路929と、が設けられている。また、弁体918には、ポートpCとポートpBとを連通させる第1ストレート通路936と、ポートpEとポートpFとを連通させる第2ストレート通路946と、が設けられている。
The
上述した流路切換弁901は、例えば、ヒートポンプ式冷暖房システムの圧縮機の吐出部がポートpAに接続され、ポートpAを通じて第1Uターン通路928に高圧冷媒が流れる。高圧冷媒は圧縮機の動作により圧力変動(脈動)が発生することがある。そのため、高圧冷媒の脈動にあわせて弁体918が間欠的に第1弁座913から浮き上がってしまう現象(「チャタリング」ともいう)が生じて、弁漏れが発生するおそれがある。第2Uターン通路929に高圧冷媒が流れる場合も同様である。
In the flow
そこで、本発明は、流体の脈動に起因する弁漏れを効果的に抑制できる流路切換弁を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a flow path switching valve capable of effectively suppressing valve leakage caused by fluid pulsation.
上記目的を達成するために、本発明の流路切換弁は、弁室が設けられた筒状の弁ハウジングと、前記弁室に配置された第1弁座と、前記弁室に前記第1弁座と対向して配置された第2弁座と、前記第1弁座と前記第2弁座との間に軸線方向にスライド可能に配置されたUターン弁体と、を有する流路切換弁であって、前記Uターン弁体は、前記第1弁座側に配置された第1弁体部と、前記第2弁座側に配置された第2弁体部と、を有し、前記第1弁体部は、前記第1弁座に設けられた複数のポートのうちの2つのポートを連通させる第1Uターン通路が設けられ、前記第2弁体部は、前記第2弁座に設けられた複数のポートのうちの2つのポートを連通させる第2Uターン通路が設けられ、前記第1弁体部と前記第2弁体部との間には前記弁室と連通された背圧空間が設けられ、前記第2弁体部は、前記第2Uターン通路と前記背圧空間とを連通する均圧孔と、前記第2Uターン通路から前記背圧空間への流体の移動を許容しかつ前記背圧空間から前記第2Uターン通路への流体の移動を規制するように前記均圧孔を開閉する圧力逃がし弁体と、を有していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the flow path switching valve of the present invention has a tubular valve housing provided with a valve chamber, a first valve seat arranged in the valve chamber, and the first valve chamber in the valve chamber. Flow path switching having a second valve seat arranged facing the valve seat and a U-turn valve body slidably arranged in the axial direction between the first valve seat and the second valve seat. A valve, the U-turn valve body has a first valve body portion arranged on the first valve seat side and a second valve body portion arranged on the second valve seat side. The first valve body portion is provided with a first U-turn passage for communicating two ports out of a plurality of ports provided in the first valve seat, and the second valve body portion is provided with the second valve seat. A second U-turn passage is provided to communicate two of the plurality of ports provided in the above, and a back communicating with the valve chamber is provided between the first valve body portion and the second valve body portion. A pressure space is provided, and the second valve body portion allows a pressure equalizing hole that communicates the second U-turn passage and the back pressure space, and allows fluid to move from the second U-turn passage to the back pressure space. It is characterized by having a pressure relief valve body that opens and closes the pressure equalizing hole so as to restrict the movement of the fluid from the back pressure space to the second U-turn passage.
本発明によれば、第2Uターン通路に高圧流体が流れるとともに弁室に高圧流体が導入される状態において、高圧流体の脈動により第2Uターン通路内の流体圧力が上昇すると、均圧孔が開いて第2Uターン通路から背圧空間に流体が移動する。そのため、第2Uターン通路内の流体圧力を逃がすことができ、流体の脈動に起因する弁漏れを効果的に抑制できる。また、第2Uターン通路に低圧流体または中圧流体が流れ、弁室に高圧流体が流れる状態では、均圧孔が閉じて背圧空間から第2Uターン通路への流体の移動が規制される。これにより、第2Uターン通路の低圧流体または中圧流体から受ける圧力と背圧空間の高圧流体から受ける圧力との差圧によって第2弁体部が第2弁座に押し付けられる。そのため、第2弁体部と第2弁座との間に隙間が生じることを抑制して、弁漏れを効果的に抑制できる。 According to the present invention, when the fluid pressure in the second U-turn passage rises due to the pulsation of the high-pressure fluid in a state where the high-pressure fluid flows in the second U-turn passage and the high-pressure fluid is introduced into the valve chamber, the pressure equalizing hole opens. The fluid moves from the second U-turn passage to the back pressure space. Therefore, the fluid pressure in the second U-turn passage can be released, and valve leakage due to the pulsation of the fluid can be effectively suppressed. Further, in a state where the low-pressure fluid or the medium-pressure fluid flows in the second U-turn passage and the high-pressure fluid flows in the valve chamber, the pressure equalizing hole is closed and the movement of the fluid from the back pressure space to the second U-turn passage is restricted. As a result, the second valve body portion is pressed against the second valve seat by the differential pressure between the pressure received from the low pressure fluid or the medium pressure fluid in the second U-turn passage and the pressure received from the high pressure fluid in the back pressure space. Therefore, it is possible to suppress the formation of a gap between the second valve body portion and the second valve seat, and effectively suppress valve leakage.
本発明において、前記第1弁体部には、前記弁室と前記背圧空間とを連通する連通路が設けられ、前記連通路の流路面積が、前記均圧孔の流路面積より小さい。このようにすることで、背圧空間内の流体圧力がより緩やかに変化するようになる。すなわち、高圧流体の脈動により第2Uターン通路内の流体圧力が上昇すると、均圧孔が開いて第2Uターン通路から背圧空間に流体が移動して背圧空間の流体圧力が上昇する。このとき、連通路を通じて背圧空間から弁室に流体が移動して背圧空間の流体圧力が緩やかに低下する。続いて、高圧流体の脈動により第2Uターン通路内の流体圧力が低下すると、背圧空間の流体圧力が第2Uターン通路内の流体圧力より相対的に上昇して、均圧孔が閉じて第2Uターン通路から背圧空間への流体の移動が規制される。そのため、脈動に対する圧力逃がし弁体の応答性を効果的に向上させることができる。 In the present invention, the first valve body portion is provided with a communication passage that communicates the valve chamber and the back pressure space, and the flow path area of the communication passage is smaller than the flow path area of the pressure equalizing hole. stomach. By doing so, the fluid pressure in the back pressure space changes more slowly. That is, when the fluid pressure in the second U-turn passage rises due to the pulsation of the high-pressure fluid, the pressure equalizing hole is opened and the fluid moves from the second U-turn passage to the back pressure space, and the fluid pressure in the back pressure space rises. At this time, the fluid moves from the back pressure space to the valve chamber through the communication passage, and the fluid pressure in the back pressure space gradually decreases. Subsequently, when the fluid pressure in the second U-turn passage decreases due to the pulsation of the high-pressure fluid, the fluid pressure in the back pressure space rises relatively from the fluid pressure in the second U-turn passage, and the pressure equalizing hole closes. The movement of fluid from the 2U turn passage to the back pressure space is restricted. Therefore, the responsiveness of the pressure relief valve body to the pulsation can be effectively improved.
本発明において、前記第1弁座と前記第2弁座との間に軸線方向にスライド可能に配置されたストレート弁体をさらに有し、前記ストレート弁体は、前記Uターン弁体とともにスライドされるように構成されており、前記第1弁座に設けられた複数のポートのうちの1つのポートと前記第2弁座に設けられた複数のポートのうちの1つのポートとを連通させるストレート通路を有していることが好ましい。このようにすることで、ストレート通路によって連通されるポート間でスムーズに流体を流動させることができる。 In the present invention, the straight valve body further has a straight valve body slidably arranged in the axial direction between the first valve seat and the second valve seat, and the straight valve body is slid together with the U-turn valve body. A straight that communicates one of the plurality of ports provided in the first valve seat and one of the plurality of ports provided in the second valve seat. It is preferable to have a passage. By doing so, the fluid can flow smoothly between the ports communicated by the straight passage.
本発明において、前記第1弁体部と前記第2弁体部との間に圧縮コイルばねが配置されていることが好ましい。このようにすることで、第1弁体部を第1弁座により確実に押し付け、第2弁体部を第2弁座により確実に押し付けることができ、弁漏れをより効果的に抑制できる。 In the present invention, it is preferable that the compression coil spring is arranged between the first valve body portion and the second valve body portion. By doing so, the first valve body portion can be reliably pressed by the first valve seat, and the second valve body portion can be reliably pressed by the second valve seat, and valve leakage can be suppressed more effectively.
本発明によれば、流体の脈動に起因する弁漏れを効果的に抑制できる。 According to the present invention, valve leakage due to fluid pulsation can be effectively suppressed.
以下、本発明の一実施例に係る流路切換弁について、図1~図7を参照して説明する。 Hereinafter, the flow path switching valve according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
本実施例の流路切換弁は、六方切換弁であって、ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、冷暖房運転の切り換えに応じて流体としての冷媒の流れ方向を切り換えるために用いられる。 The flow path switching valve of this embodiment is a six-way switching valve and is used in a heat pump type heating / cooling system such as a room air conditioner or a car air conditioner to switch the flow direction of the refrigerant as a fluid according to the switching of the heating / cooling operation. ..
図1、図2は、本発明の一実施例に係る流路切換弁の断面図である。図1は、弁体ユニットが第1の停止位置(冷房運転時の停止位置)にある状態を示す。図2は、弁体ユニットが第2の停止位置(暖房運転時の停止位置)にある状態を示す。図3は、図1の流路切換弁における弁体ユニットおよびその近傍の拡大断面図である。図4は、図1の流路切換弁が有する弁体を説明する図である。図4(a)は正面図であり、図4(b)は平面図であり、図4(c)は第2弁体部の平面図である。図5は、図1の流路切換弁が有する弁体の断面図である。図5(a)は軸線L方向に沿う断面図であり、図5(b)、(c)は、図5(a)の一点鎖線内を拡大した断面図であって、順に、均圧孔が閉じた状態、均圧孔が開いた状態を示す。図6は、図1の流路切換弁の変形例の構成を示す図であり、弁体ユニットおよびその近傍の拡大断面図である。図7は、図6の流路切換弁が有するUターン弁体を第2弁座側から見た図である。図1~図3、図5(c)、図6において、太線の矢印は冷媒の流れの例を模式的に示している。 1 and 2 are cross-sectional views of a flow path switching valve according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a state in which the valve body unit is in the first stop position (stop position during cooling operation). FIG. 2 shows a state in which the valve body unit is in the second stop position (stop position during heating operation). FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the valve body unit and its vicinity in the flow path switching valve of FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a valve body included in the flow path switching valve of FIG. 4 (a) is a front view, FIG. 4 (b) is a plan view, and FIG. 4 (c) is a plan view of the second valve body portion. FIG. 5 is a cross-sectional view of a valve body included in the flow path switching valve of FIG. 5 (a) is a cross-sectional view taken along the axis L direction, and FIGS. 5 (b) and 5 (c) are enlarged cross-sectional views of the inside of the alternate long and short dash line of FIG. 5 (a). Indicates a closed state and a pressure equalizing hole opened. FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a modified example of the flow path switching valve of FIG. 1, and is an enlarged cross-sectional view of the valve body unit and its vicinity. FIG. 7 is a view of the U-turn valve body included in the flow path switching valve of FIG. 6 as viewed from the second valve seat side. In FIGS. 1 to 3, 5 (c), and 6, the thick arrow schematically shows an example of the flow of the refrigerant.
図1~図3に示すように、本実施例の流路切換弁1は、弁ハウジング10と、弁体ユニット18と、ピストン部50と、パイロット部60と、を有している。
As shown in FIGS. 1 to 3, the flow
弁ハウジング10は、円筒状に形成されている。弁ハウジング10の軸は軸線Lに一致する。弁ハウジング10の一端部(図1、図2において右端部)には蓋部材11が固着され、他端部(図1、図2において左端部)には蓋部材12が固着されている。弁ハウジング10の内部には、第1弁座13と第2弁座15とが配置されている。
The
第1弁座13は、弁ハウジング10の内周面に固着されている。第1弁座13は、第1弁座面14を有している。第1弁座面14には、図1、図2において右側から左側に向かって軸線L方向に順に並ぶ円形のポートpB、pA、pFが設けられている。ポートpB、pA、pFには、それぞれ弁ハウジング10を貫通する円管状の管継手B、A、Fが接続されている。
The
第2弁座15は、弁ハウジング10の内周面に固着されている。第1弁座13と第2弁座15とは、軸線Lと直交する方向に対向している。第1弁座13と第2弁座15との対向方向を、単に「対向方向」という。第2弁座15は、第2弁座面16を有している。第2弁座面16には、図1、図2において右側から左側に向かって軸線L方向に順に並ぶ円形のポートpC、pD、pEが設けられている。ポートpC、pD、pEは、第1弁座13のポートpB、pA、pFと対向している。ポートpC、pD、pEには、それぞれ弁ハウジング10を貫通する円管状の管継手C、D、Eが接続されている。
The
第2弁座15の第2弁座面16には、ポートpCから第2弁座面16における蓋部材11側の端部まで延びる均圧路としての均圧溝16aが設けられている。均圧溝16aは、ポートpCがUターン弁体20によって覆われた際に、ポートpCと後述する弁室59とを連通させる。均圧溝16aに代えて、第2弁座15を貫通してポートpCと弁室59とを連通する均圧路としての貫通孔を設けてもよい。ポートpCには高圧冷媒が流れる。すなわち、第2弁座15には、当該第2弁座15に設けられた複数のポートのうちの最も高圧の冷媒が流れるポートと弁室とを連通する均圧路が設けられていればよい。
The second
本実施例において、ポートpCに接続される管継手Cは、ヒートポンプ式冷暖房システムの圧縮機の吐出部に接続されており、高圧冷媒が流れる。ポートpFに接続される管継手Fは、圧縮機の吸込部に接続されており、低圧冷媒が流れる。 In this embodiment, the pipe joint C connected to the port pC is connected to the discharge portion of the compressor of the heat pump type heating / cooling system, and the high pressure refrigerant flows. The pipe joint F connected to the port pF is connected to the suction portion of the compressor, and the low pressure refrigerant flows.
弁体ユニット18は、それぞれ別体のUターン弁体20と、ストレート弁体30とを有している。
The
Uターン弁体20と、ストレート弁体30とは、第1弁座13と第2弁座15との間に軸線L方向にスライド可能に配置されている。Uターン弁体20と、ストレート弁体30とは、後述するピストン部50のブラケット53によって一体的に保持されている。
The
Uターン弁体20は、図4、図5に示すように、第1弁体部21と、第2弁体部22と、圧力逃がし弁体24と、封止部材25と、側板26、26と、を有している。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
第1弁体部21は、例えば、合成樹脂製であり、略直方体状に形成されている。第1弁体部21は、第1弁座13側に配置されている。第1弁体部21における第1弁座13側の端面は、第1弁座面14に接しており、当該端面には略半楕円球状(または長円球を半分にした形状)の凹部である第1Uターン通路28が設けられている。第1弁体部21における第2弁座15側の端部には、環状壁部21aが設けられている。
The first
第2弁体部22は、例えば、合成樹脂製であり、第2弁座15側から第1弁座13側に向かうにしたがって階段状に小さくなる略四角錐台状に形成されている。第2弁体部22は、第2弁座15側に配置されている。第2弁体部22における第1弁座13側の端部22aは、第1弁体部21の環状壁部21aの内側にはめ込まれている。第2弁体部22における第2弁座15側の端面は、第2弁座面16に接しており、当該端面には略半楕円球状(または長円球を半分にした形状)の凹部である第2Uターン通路29が設けられている。
The second
第2弁体部22における第1弁座13側の端面には、圧力逃がし弁体24を収容する円形穴である収容部22bが設けられている。収容部22bの開口部には、圧力逃がし弁体24を収容部22bに留めておくためのワッシャー22cが取り付けられている。本実施例において、ワッシャー22cの内縁は、略星形に形成されている。また、第2弁体部22は、収容部22bの底面から第2Uターン通路29まで貫通する均圧孔22dが設けられている。均圧孔22dは、第2Uターン通路29と後述する背圧空間27とを連通する。
An
第1弁体部21と第2弁体部22との間には、背圧空間27が設けられている。背圧空間27は、周囲を囲われた閉空間であり、弁室59と区画されている。背圧空間27は、第1弁体部21に設けられた連通路21bおよび一方の側板26に設けられた貫通孔26aによって弁室59と連通されている。背圧空間27と弁室59とを連通する連通路は第2弁体部22に設けられていてもよい。
A
本実施例において、連通路21bの流路面積(すなわち、冷媒の流動方向と直交する断面積)は、均圧孔22dの流路面積より小さい。
In this embodiment, the flow path area of the
圧力逃がし弁体24は、例えば、金属製であり、球状に形成されている。圧力逃がし弁体24は、第2弁体部22の収容部22bに図5において上下方向に移動可能に収容されている。圧力逃がし弁体24は、背圧空間27の冷媒圧力が第2Uターン通路29の冷媒圧力より上昇すると、下方に移動して収容部22bの底面に突き当たり、均圧孔22dを閉じる。圧力逃がし弁体24は、第2Uターン通路29の冷媒圧力が背圧空間27の冷媒圧力より上昇すると、上方に移動してワッシャー22cに突き当たり、均圧孔22dを開く。圧力逃がし弁体24がワッシャー22cに突き当たった状態において、圧力逃がし弁体24とワッシャー22cとの間には冷媒が流動可能な隙間が形成される。圧力逃がし弁体24は、第2Uターン通路29および背圧空間27の冷媒圧力に応じて上方および下方に移動し、第2Uターン通路29から背圧空間27への冷媒の移動を許容しかつ背圧空間27から第2Uターン通路29への冷媒の移動を規制するように均圧孔22dを開閉する。
The pressure
封止部材25は、例えば、弾性部材からなるOリングである。封止部材25は、第1弁体部21の環状壁部21aの内周面と第2弁体部22における第1弁座13側の端部22aの外周面との間に挟まれて配置されている。Uターン弁体20は、封止部材25の外形について上記対向方向に投影した投影面積Sbが、第2Uターン通路29の開口面積Saより大きくなるように構成されている。このようにすることで、冷媒から受ける圧力により第2弁体部22を第2弁座面16に常に押し付けることができる。
The sealing
側板26、26は、金属製であり、平板状に形成されている。側板26、26は、第1弁体部21および第2弁体部22を軸線L方向に挟むように配置されている。剛性の高い金属製の側板26、26を配置することで、ブラケット53が側板26、26を介して第1弁体部21における第1弁座13寄りの部分を押すことができる。そのため、第1弁体部21における第1弁座13から離れた部分を押す構成に比べて、第1弁体部21がスライド時に第1弁座面14から浮き上がってしまうことをより効果的に抑制でき、耐久性を高めることができる。同様に、ブラケット53が側板26、26を介して第2弁体部22における第2弁座15寄りの部分を押すことができる。そのため、第2弁体部22における第2弁座15から離れた部分を押す構成に比べて、第2弁体部22がスライド時に第2弁座面16から浮き上がってしまうことをより効果的に抑制でき、耐久性を高めることができる。また、スティックスリップを原因とする異音の発生を抑制できる。
The
また、Uターン弁体20は、第1弁体部21と第2弁体部22との間に複数の圧縮コイルばねからなるばね部材80が配置されている。ばね部材80の一端部は、第1弁体部21に設けられた円形の凹みであるコイルばね組付部81に配置される。ばね部材80の他端部は、第2弁体部22に設けられた円形の凹みであるコイルばね組付部82に配置される。複数のばね部材80によって第1弁体部21と第2弁体部22とに対して上記対向方向に引き離す力が加わり、第1弁体部21が第1弁座面14に押し付けられ、第2弁体部22が第2弁座面16に押し付けられる。
Further, in the
ストレート弁体30は、図3に示すように、円筒状の外筒部材31と、円筒状の雄型部材32と、円筒状の雌型部材33と、Oリング34と、ばね部材35と、を有している。外筒部材31における第1弁座13側の端部には雄型部材32が挿入されている。外筒部材31における第2弁座15側の端部には雌型部材33が挿入されている。雄型部材32と雌型部材33とは、外筒部材31内で嵌合しており、互いの間がOリング34によって封止されている。雄型部材32と雌型部材33とは、ストレート通路36を構成している。雄型部材32と雌型部材33との間には圧縮コイルばねからなるばね部材35が配置されている。ばね部材35により、雄型部材32が第1弁座面14に押し付けられ、雌型部材33が第2弁座面16に押し付けられている。
As shown in FIG. 3, the
本実施例において、外筒部材31は、金属製であり、雄型部材32と雌型部材33とは、合成樹脂製である。外筒部材31を剛性の高い金属製とすることで、ブラケット53が外筒部材31を介して雄型部材32における第1弁座13寄りの部分を押すことができる。そのため、雄型部材32における第1弁座13から離れた部分を押す構成に比べて、雄型部材32がスライド時に第1弁座面14から浮き上がってしまうことをより効果的に抑制でき、耐久性を高めることができる。同様に、ブラケット53が外筒部材31を介して雌型部材33における第2弁座15寄りの部分を押すことができる。そのため、雌型部材33における第2弁座15から離れた部分を押す構成に比べて、雌型部材33がスライド時に第2弁座面16から浮き上がってしまうことをより効果的に抑制でき、耐久性を高めることができる。また、スティックスリップを原因とする異音の発生を抑制できる。
In this embodiment, the
弁体ユニット18は、第1弁座面14上および第2弁座面16上で軸線L方向に沿って弁ハウジング10の一端部側にスライドされると第1の停止位置に位置づけられ、弁ハウジング10の他端部側にスライドされると第2の停止位置に位置づけられる。
The
弁体ユニット18が第1の停止位置にあるとき、第1Uターン通路28は、第1弁座13に設けられた複数のポートpB、pA、pFのうちのポートpBとポートpAとを連通させる。第2Uターン通路29は、第2弁座15に設けられた複数のポートpC、pD、pEのうちのポートpCとポートpDとを連通させる。ストレート通路36は、第1弁座13に設けられたポートpFと第2弁座15に設けられたポートpEとを連通させる。均圧溝16aは、ポートpCと弁室59とを連通させる。
When the
弁体ユニット18が第2の停止位置にあるとき、第1Uターン通路28は、第1弁座13に設けられた複数のポートpB、pA、pFのうちのポートpAとポートpFとを連通させる。第2Uターン通路29は、第2弁座15に設けられた複数のポートpC、pD、pEのうちのポートpDとポートpEとを連通させる。弁室59は、第1弁座13に設けられたポートpBと第2弁座15に設けられたポートpCとを連通させる。
When the
ピストン部50は、第1ピストン51と、第2ピストン52と、ブラケット53と、を有している。
The
第1ピストン51は、弁ハウジング10の一端部に設けられた蓋部材11と第1弁座13および第2弁座15との間に配置されている。第1ピストン51と蓋部材11との間に第1作動室57が形成される。第2ピストン52は、弁ハウジング10の他端部に設けられた蓋部材12と第1弁座13および第2弁座15との間に配置される。第2ピストン52と蓋部材12との間に第2作動室58が形成される。第1ピストン51と第2ピストン52との間に弁室59が形成される。弁室59には、第1弁座13と、第2弁座15と、弁体ユニット18とが配置されている。
The
金属製のブラケット53は、長方形板状に形成されたブラケット本体54と、ブラケット本体54の両端に設けられたピストン取付片55、56と、を一体に有している。ブラケット本体54は、Uターン弁体20が挿入される略長方形状のUターン弁体保持孔54aと、ストレート弁体30が挿入される円形状のストレート弁体保持孔54bとが設けられている。ピストン取付片55には、第1ピストン51が取り付けられる。ピストン取付片56には、第2ピストン52が取り付けられる。ブラケット53は、第1ピストン51と第2ピストン52とを連結する。
The
パイロット部60は、例えば、ソレノイド式の流路切換弁で構成されている。パイロット部60は、細管71~74の接続を切り換えることにより、第1作動室57および第2作動室58と、管継手Cおよび管継手Fとの接続を切り換えて、第1作動室57および第2作動室58内の冷媒圧力を制御する。これにより、第1作動室57および第2作動室58内の冷媒圧力の差によってピストン部50を弁ハウジング10の一端部側または他端部側へ移動させる。ピストン部50の移動に伴って、ブラケット53に保持された弁体ユニット18が軸線L方向にスライドされ、図1に示す第1の停止位置または図2に示す第2の停止位置に位置づけられる。
The
次に、上述した流路切換弁1の動作の一例について説明する。
Next, an example of the operation of the flow
冷房運転時に、流路切換弁1は、パイロット部60により細管71と細管72とを接続し、細管73と細管74とを接続する。これにより、管継手Cと第2作動室58とが接続されかつ管継手Fと第1作動室57とが接続されて、第1作動室57の冷媒圧力が低くなり、第2作動室58の冷媒圧力が高くなる。冷媒圧力の差によってピストン部50が弁ハウジング10の一端部側に移動して、図1に示すように、弁体ユニット18が第1の停止位置に位置づけられる。
During the cooling operation, the flow
第1の停止位置において、第1Uターン通路28はポートpBとポートpAとを連通させ、第1Uターン通路28には中圧冷媒が流れる。第2Uターン通路29はポートpCとポートpDとを連通させ、第2Uターン通路29には高圧冷媒が流れる。ストレート通路36は、ポートpEとポートpFとを連通させ、ストレート通路36には低圧冷媒が流れる。均圧溝16aはポートpCと弁室59とを連通させ、弁室59には高圧冷媒が導入される。貫通孔26aおよび連通路21bと通じて弁室59から背圧空間27に高圧冷媒が導入される。このとき、Uターン弁体20において、高圧冷媒の脈動により第2Uターン通路29内の高圧冷媒の圧力が上昇すると、均圧孔22dが開いて高圧冷媒が第2Uターン通路29から背圧空間27に移動して圧力を逃がすことができる。第1Uターン通路28を流れる中圧冷媒から受ける圧力と背圧空間27に導入された高圧冷媒から受ける圧力との差圧によって、第1弁体部21が第1弁座面14に押し付けられる。また、複数のばね部材80によって、第1弁体部21が第1弁座面14に押し付けられ、第2弁体部22が第2弁座面16に押し付けられる。
At the first stop position, the
また、暖房運転時に、流路切換弁1は、パイロット部60により細管71と細管74とを接続し、細管73と細管72とを接続する。これにより、管継手Cと第1作動室57とが接続されかつ管継手Fと第2作動室58とが接続されて、第1作動室57の冷媒圧力が高くなり、第2作動室58の冷媒圧力が低くなる。冷媒圧力の差によってピストン部50が弁ハウジング10の他端部側に移動して、図2に示すように、弁体ユニット18が第2の停止位置に位置づけられる。
Further, during the heating operation, the flow
第2の停止位置において、第1Uターン通路28はポートpAとポートpFとを連通させ、第1Uターン通路28には低圧冷媒が流れる。第2Uターン通路29はポートpDとポートpEとを連通させ、第2Uターン通路29には中圧冷媒が流れる。弁室59は、ポートpCとポートpBとを連通させ、弁室59には高圧冷媒が流れる。貫通孔26aおよび連通路21bと通じて弁室59から背圧空間27に高圧冷媒が導入される。このとき、第1Uターン通路28を流れる低圧冷媒から受ける圧力と背圧空間27に導入された高圧冷媒から受ける圧力との差圧によって、第1弁体部21が第1弁座面14に押し付けられる。また、第2Uターン通路29を流れる中圧冷媒から受ける圧力と背圧空間27に導入された高圧冷媒から受ける圧力との差圧によって、第2弁体部22が第2弁座面16に押し付けられる。さらに、複数のばね部材80によって、第1弁体部21が第1弁座面14に押し付けられ、第2弁体部22が第2弁座面16に押し付けられる。
At the second stop position, the
このように、第1の停止位置および第2の停止位置のいずれにおいても、第1弁体部21を第1弁座13に押し付け、第2弁体部22を第2弁座15に押し付けることができる。また、第2Uターン通路29に高圧冷媒が流れた場合に、高圧冷媒の脈動により高まった圧力を第2Uターン通路29から背圧空間27に逃がすことができる。
In this way, the first
以上より、本発明の流路切換弁1によれば、第2Uターン通路29に高圧冷媒が流れるとともに弁室59に高圧冷媒が導入される状態において、高圧冷媒の脈動により第2Uターン通路29内の冷媒圧力が上昇すると、均圧孔22dが開いて第2Uターン通路29から背圧空間27に冷媒が移動する。そのため、第2Uターン通路29内の冷媒圧力を逃がすことができ、冷媒の脈動に起因する弁漏れを効果的に抑制できる。また、第2Uターン通路29に中圧冷媒が流れ、弁室59に高圧冷媒が流れる状態では、均圧孔22dが閉じて背圧空間27から第2Uターン通路29への冷媒の移動が規制される。これにより、第2Uターン通路29の中圧冷媒から受ける圧力と背圧空間27の高圧冷媒から受ける圧力との差圧によって第2弁体部22が第2弁座15に押し付けられる。そのため、第2弁体部22と第2弁座15との間に隙間が生じることを抑制して、弁漏れを効果的に抑制できる。
From the above, according to the flow
また、第1弁体部21には、弁室59と背圧空間27とを連通する連通路21bが設けられている。そして、連通路21bの流路面積が、均圧孔22dの流路面積より小さい。このようにすることで、背圧空間27内の冷媒圧力がより緩やかに変化するようになる。すなわち、高圧冷媒の脈動により第2Uターン通路29内の冷媒圧力が上昇すると、均圧孔22dが開いて第2Uターン通路29から背圧空間27に冷媒が移動して背圧空間27の冷媒圧力が上昇する。このとき、連通路21bを通じて背圧空間27から弁室59に冷媒が移動して背圧空間27の冷媒圧力が緩やかに低下する。続いて、高圧冷媒の脈動により第2Uターン通路29内の冷媒圧力が低下すると、背圧空間27の冷媒圧力が第2Uターン通路29内の冷媒圧力より相対的に上昇して、均圧孔22dが閉じて第2Uターン通路29から背圧空間27への冷媒の移動が規制される。そのため、脈動に対する圧力逃がし弁体24の応答性を効果的に向上させることができる。
Further, the first
また、第1弁座13と第2弁座15との間に軸線L方向にスライド可能に配置されたストレート弁体30をさらに有している。ストレート弁体30は、Uターン弁体20とともにスライドされるように構成されている。そして、ストレート弁体30は、第1弁座13に設けられたポートpFと第2弁座15に設けられたポートpEとを連通させるストレート通路36を有している。このようにすることで、ストレート通路36によって連通されるポートpF、pE間でスムーズに冷媒を流動させることができる。
Further, it further has a
また、第1弁体部21と第2弁体部22との間に複数のばね部材80が配置されている。このようにすることで、第1弁体部21を第1弁座13により確実に押し付け、第2弁体部22を第2弁座15により確実に押し付けることができ、弁漏れをより効果的に抑制できる。
Further, a plurality of
上述した実施例では、第2弁座15に、ポートpCと弁室59とを連通する均圧溝16aが設けられていたが、この構成に限定されるものではない。第2弁座15に設けられた均圧溝16aに代えて、例えば、図6、図7に示すように、第2弁体部22に均圧路としての均圧溝22fを設けた構成としてもよい。均圧溝22fは、第2弁体部22における第2弁座15側の端面22eに設けられている。この構成では、ポートpCの面取部(テーパ面)を大きくして、弁体ユニット18が第1の停止位置にあるときのみ均圧溝22fとポートpCの面取部との間を通じてポートpCと弁室59とが連通される。すなわち、均圧路は、第2弁座15または第2弁体部22に設けられ、第2弁座15に設けられた複数のポートのうちの最も高圧の流体が流れるポートと弁室59とを連通するものであればよい。
In the above-described embodiment, the
上記に本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。前述の実施例に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除、設計変更を行ったものや、実施例の特徴を適宜組み合わせたものも、本発明の趣旨に反しない限り、本発明の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these examples. As long as the gist of the present invention is not contrary to the above-mentioned embodiments, those skilled in the art appropriately adding, deleting, or changing the design, or combining the features of the examples as appropriate are also present inventions. Is included in the range of.
1…流路切換弁、10…弁ハウジング、11、12…蓋部材、13…第1弁座、14…第1弁座面、15…第2弁座、16…第2弁座面、16a…均圧溝、18…弁体ユニット、20…Uターン弁体、21…第1弁体部、21a…環状壁部、21b…連通路、22…第2弁体部、22a…端部、22b…収容部、22c…ワッシャー、22d…均圧孔、24…圧力逃がし弁体、25…封止部材、26…側板、26a…貫通孔、27…背圧空間、28…第1Uターン通路、29…第2Uターン通路、30…ストレート弁体、31…外筒部材、32…雄型部材、33…雌型部材、34…Oリング、35…ばね部材、50…ピストン部、51…第1ピストン、52…第2ピストン、53…ブラケット、54…ブラケット本体、55、56…ピストン取付片、57…第1作動室、58…第2作動室、59…弁室、60…パイロット部、71、72、72、74…細管、80…ばね部材、81、82…コイルばね組付部、pA、pB、pC、pD、pE、pF…ポート、A、B、C、D、E、F…管継手、L…軸線 1 ... Flow path switching valve, 10 ... Valve housing, 11, 12 ... Lid member, 13 ... First valve seat, 14 ... First valve seat surface, 15 ... Second valve seat, 16 ... Second valve seat surface, 16a ... pressure equalizing groove, 18 ... valve body unit, 20 ... U-turn valve body, 21 ... first valve body portion, 21a ... annular wall portion, 21b ... communication passage, 22 ... second valve body portion, 22a ... end portion, 22b ... Accommodating part, 22c ... Washer, 22d ... Pressure equalizing hole, 24 ... Pressure relief valve body, 25 ... Sealing member, 26 ... Side plate, 26a ... Through hole, 27 ... Back pressure space, 28 ... First U-turn passage, 29 ... 2nd U-turn passage, 30 ... straight valve body, 31 ... outer cylinder member, 32 ... male member, 33 ... female member, 34 ... O-ring, 35 ... spring member, 50 ... piston part, 51 ... first Piston, 52 ... 2nd piston, 53 ... Bracket, 54 ... Bracket body, 55, 56 ... Piston mounting piece, 57 ... 1st operating chamber, 58 ... 2nd operating chamber, 59 ... Valve chamber, 60 ... Pilot part, 71 , 72, 72, 74 ... Thin tube, 80 ... Spring member, 81, 82 ... Coil spring assembly, pA, pB, pC, pD, pE, pF ... Port, A, B, C, D, E, F ... Pipe fitting, L ... Axis line
Claims (3)
前記Uターン弁体は、前記第1弁座側に配置された第1弁体部と、前記第2弁座側に配置された第2弁体部と、を有し、
前記第1弁体部は、前記第1弁座に設けられた複数のポートのうちの2つのポートを連通させる第1Uターン通路が設けられ、
前記第2弁体部は、前記第2弁座に設けられた複数のポートのうちの2つのポートを連通させる第2Uターン通路が設けられ、
前記第1弁体部と前記第2弁体部との間には前記弁室と連通された背圧空間が設けられ、
前記第2弁体部は、前記第2Uターン通路と前記背圧空間とを連通する均圧孔と、前記第2Uターン通路から前記背圧空間への流体の移動を許容しかつ前記背圧空間から前記第2Uターン通路への流体の移動を規制するように前記均圧孔を開閉する圧力逃がし弁体と、を有し、
前記第1弁体部には、前記弁室と前記背圧空間とを連通する連通路が設けられ、
前記連通路の流路面積が、前記均圧孔の流路面積より小さいことを特徴とする流路切換弁。 A cylindrical valve housing provided with a valve chamber, a first valve seat arranged in the valve chamber, a second valve seat arranged in the valve chamber facing the first valve seat, and the first valve seat. A flow path switching valve having a U-turn valve body slidably arranged in the axial direction between one valve seat and the second valve seat.
The U-turn valve body has a first valve body portion arranged on the first valve seat side and a second valve body portion arranged on the second valve seat side.
The first valve body portion is provided with a first U-turn passage for communicating two ports out of a plurality of ports provided on the first valve seat.
The second valve body portion is provided with a second U-turn passage for communicating two ports out of a plurality of ports provided on the second valve seat.
A back pressure space communicating with the valve chamber is provided between the first valve body portion and the second valve body portion.
The second valve body portion allows the pressure equalizing hole that communicates the second U-turn passage and the back pressure space, and the movement of fluid from the second U-turn passage to the back pressure space, and allows the back pressure space. It has a pressure relief valve body that opens and closes the pressure equalizing hole so as to restrict the movement of the fluid from the second U-turn passage to the second U-turn passage.
The first valve body portion is provided with a communication passage that communicates the valve chamber and the back pressure space.
A flow path switching valve characterized in that the flow path area of the communication passage is smaller than the flow path area of the pressure equalizing hole .
前記ストレート弁体は、前記Uターン弁体とともにスライドされるように構成されており、前記第1弁座に設けられた複数のポートのうちの1つのポートと前記第2弁座に設けられた複数のポートのうちの1つのポートとを連通させるストレート通路を有している、請求項1に記載の流路切換弁。 Further having a straight valve body slidably arranged in the axial direction between the first valve seat and the second valve seat.
The straight valve body is configured to slide together with the U-turn valve body, and is provided in one of the plurality of ports provided in the first valve seat and the second valve seat. The flow path switching valve according to claim 1 , which has a straight passage that communicates with one of a plurality of ports.
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