WO2020039889A1 - 流路切換弁 - Google Patents

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WO2020039889A1
WO2020039889A1 PCT/JP2019/030394 JP2019030394W WO2020039889A1 WO 2020039889 A1 WO2020039889 A1 WO 2020039889A1 JP 2019030394 W JP2019030394 W JP 2019030394W WO 2020039889 A1 WO2020039889 A1 WO 2020039889A1
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WO
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main valve
valve seat
flow path
valve body
path switching
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PCT/JP2019/030394
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English (en)
French (fr)
Inventor
木船 仁志
尚敬 藤田
Original Assignee
株式会社不二工機
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Publication date
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    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/0655Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with flat slides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K31/0603Multiple-way valves
    • F16K31/061Sliding valves
    • F16K31/0617Sliding valves with flat slides
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    • F16K31/122Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1225Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston with a plurality of pistons
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
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    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve

Definitions

  • the present invention relates to a flow path switching valve that switches a flow path by moving a valve element, and for example, relates to a flow path switching valve suitable for performing a flow path switching in a heat pump type cooling / heating system or the like.
  • a heat pump type cooling / heating system such as a room air conditioner includes a flow path switching valve (four-way switching) as flow path (flow direction) switching means in addition to a compressor, an outdoor heat exchanger, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and the like. Valves and a six-way switching valve), and the operation mode (cooling operation and heating operation) is switched by the flow path switching valve.
  • the slide type flow path switching valve (six-way switching valve) includes three cylindrical main valve housings each defining a main valve chamber, and three main valve housings (main valve chambers) on opposite sides of the axis of the main valve housing (main valve chamber).
  • a main valve seat having a valve seat surface with an opened port, and a port movably disposed in the main valve chamber in the axial direction, and slidably contacting the valve seat surface.
  • a main valve element having a slidable main valve element, wherein the main valve element has a first U-turn passage (high-pressure U-turn passage) for selectively communicating two of the three ports.
  • a second slide valve element having a second U-turn passage (low-pressure U-turn path) for selectively communicating one slide valve element (high-pressure side slide valve element) with two of the other three ports. (Low pressure side slide valve element), and these slide valve elements are
  • the respective U-turn passages are arranged back-to-back so as to open in opposite directions, and the slide valve bodies are integrally movable in the axial direction, and are mutually movable in a direction perpendicular to the axis. It is slidable, and by moving the main valve body in the main valve chamber, the ports (flow paths) communicating with each other are switched through the U-turn passage.
  • a fluid having a high pressure relative to the first U-turn passage (high-pressure U-turn passage) of the first slide valve element (high-pressure side slide valve element) is used.
  • a relatively low-pressure fluid is introduced into a second U-turn passage (low-pressure side U-turn passage) of the second slide valve body (low-pressure side slide valve body), and a high-pressure side slide valve body and a low-pressure side slide are introduced.
  • a pressure chamber into which a part of the high-pressure fluid introduced into the high-pressure side U-turn passage is provided between the valve body and the pressure chamber in the high-pressure side slide valve body when viewed in a direction perpendicular to the axis.
  • the pressure receiving area on the side (back pressure side) is made larger than the pressure receiving area on the main valve seat side provided with three ports, that is, the opening area of the high pressure side U-turn passage of the high pressure side slide valve element.
  • the annular sealing surface of the slide valve body is formed only around the opening of the U-turn passage so that the annular shape of the slide valve body pressed against the valve seat surface of the main valve seat is formed. It is already known that the sealing performance is improved by reducing the area of the sealing surface (that is, the contact area with the valve seat surface) and increasing the pressing force (surface pressure) of the annular sealing surface against the valve seat surface. I have.
  • the annular seal surface of the slide valve body becomes main. Ports opened in the valve seat surface of the valve seat (especially edges in the axial direction (moving direction), etc.) are easily caught, and the opening of the annular sealing surface or the valve seat surface that hinders the movement of the slide valve body. There is a possibility that the sealing performance, operability, and durability may decrease due to damage or deformation of the port to be closed. Further, when the area of the annular sealing surface of the slide valve body is reduced, there is a concern that the slide valve body is likely to rattle on the valve seat surface of the main valve seat.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a simple configuration in which an annular sealing surface of a slide valve body is caught by a port opened in a valve seat surface of a main valve seat.
  • An object of the present invention is to provide a flow path switching valve which can be prevented.
  • a flow path switching valve is basically provided with a main valve housing defining a main valve chamber, and a plurality of ports arranged in the main valve chamber and having a plurality of ports opened.
  • a first main valve seat having a closed valve seat surface, and a plurality of ports disposed in the main valve chamber on the opposite side of the first main valve seat with respect to the axis of the main valve chamber.
  • a high pressure side slide valve having a second main valve seat having a valve seat surface, a high pressure side U-turn passage through which a relatively high pressure fluid is introduced, and being slidable on the valve seat surface of the first main valve seat.
  • the pair of slide valve bodies are integrally movable in the axial direction, and are slidable with each other in a direction perpendicular to the axis.
  • a flow path switching valve configured to switch communication between the plurality of ports of each of the first main valve seat and the second main valve seat by moving a valve body;
  • the valve body has an annular sealing surface that is in contact with the valve seat surface around the opening of the high-pressure side U-turn passage in the high-pressure side sliding valve body.
  • a convex portion having the same height as the annular sealing surface is provided on the outer side in the axial direction.
  • the convex portion extends in the axial direction.
  • the convex surface is provided at least at the center in the width direction of the annular sealing surface.
  • the convex surface is provided at least on both sides in the width direction of the annular sealing surface.
  • the convex surface is provided over the entire width of the annular sealing surface.
  • the convex surface is provided continuously to the axial end of the annular sealing surface.
  • the convex surface is provided apart from the axial end of the annular sealing surface.
  • the convex surface portion is provided from the center in the width direction of the annular sealing surface in the axial direction, and extends in the axial direction from both side portions in the width direction of the annular sealing surface. It is provided away from the sealing surface.
  • the annular sealing surface is formed only at a predetermined width around the opening of the high-pressure side U-turn passage.
  • the outer shape of the pressure receiving surface of the high pressure side slide valve element on the side of the low pressure side slide valve element is set to be larger than the outer shape of the annular sealing surface.
  • annular seal member is disposed between the high-pressure side slide valve element and the low-pressure side slide valve element, and an outer shape of the seal member is set larger than an outer shape of the annular seal surface.
  • the high-pressure side slide valve body has a cylindrical shape, and a fitting protrusion that is slidably fitted to the high-pressure side slide valve body on one side surface of the low-pressure side slide valve body.
  • the fitting projection is internally fitted to the high-pressure side slide valve element, so that the high-pressure side U-turn passage is formed by the inner peripheral surface of the high-pressure side slide valve element and the end face of the fitting projection.
  • the high pressure side slide valve element and the low pressure side slide valve element are integrally movable in the axial direction and slidable with each other in a direction perpendicular to the axis.
  • the low pressure side U-turn passage is opened on the other side surface of the low pressure side slide valve body.
  • the flow path switching valve basically includes a cylindrical main valve housing defining a main valve chamber, and a valve seat surface having a plurality of ports arranged and opened in the axial direction.
  • a valve seat, and a slide-type main valve body slidably disposed in the main valve chamber so as to be movable in the axial direction and slidably contacting the valve seat surface;
  • a U-turn passage for selectively communicating between the plurality of ports is provided, and an annular seal surface that is in contact with the valve seat surface is formed around an opening of the U-turn passage.
  • the main valve body By moving the main valve body, it is a flow path switching valve that is configured to be switched between communicating ports, wherein the annular sealing surface in the axial direction outside the annular sealing surface in the main valve body, The convex part of the same height is provided It is characterized in Rukoto.
  • the convex portion having the same height as the annular seal surface is provided on the high pressure side slide valve body in the axial direction outside of the annular seal surface, the high pressure side slide valve is provided by the convex portion.
  • the annular sealing surface of the body can easily pass over the port opened in the valve seat surface of the main valve seat, and the annular sealing surface of the high pressure side slide valve body can be effectively prevented from being caught by the port, and the valve of the main valve seat can be effectively prevented. Since the backlash of the high-pressure side slide valve element on the seat surface can be reduced, the sealability, operability, durability, stability, and the like can be effectively improved.
  • the convex portion is provided at least on both sides in the width direction of the annular seal surface, for example, even when the high pressure side slide valve body slides on the valve seat surface of the main valve seat in a tilted state, the high pressure side Before the (one side of) the annular seal surface of the slide valve element contacts the valve seat surface of the main valve seat, the convex portion contacts the valve seat surface of the main valve seat, so that durability is reliably improved. Can be done.
  • the convex portion is provided over the entire width direction of the annular sealing surface, the convex portion allows the annular sealing surface of the high-pressure side slide valve body to be opened to the valve seat surface of the main valve seat. It is easy to get over reliably, and it is possible to more effectively prevent the annular seal surface of the high pressure side slide valve body from catching on the port, and to further reduce the backlash of the high pressure side slide valve body on the valve seat surface of the main valve seat. can do.
  • the convex portion is provided continuously to the axial end portion of the annular seal surface, it is possible to more reliably prevent the annular seal surface of the high pressure side slide valve body from being caught by the port, and to prevent the valve of the main valve seat from being caught.
  • the rattling of the high pressure side slide valve body on the seat surface can be reduced more reliably.
  • the convex portion is provided apart from the axial end of the annular seal surface, the pressure (surface pressure) distribution on the annular seal surface of the high-pressure side slide valve body can be easily controlled, and the sealing performance and operability are improved. , Durability, stability, etc. can be effectively improved, and the groove formed between the annular sealing surface and the convex portion functions as a foreign matter discharge passage. Foreign matter accumulation can also be effectively prevented.
  • FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a first communication state (at the time of cooling operation) of the first embodiment of the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a second communication state (at the time of a heating operation) of the first embodiment of the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of a main part of the flow path switching valve shown in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line WW of FIG. 3.
  • FIG. 2 is a sectional view taken along the line UU in FIG. 1.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first communication state (at the time of cooling operation) of the first embodiment of the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a second communication state (at the time of a heating operation) of the first embodiment of the flow path switching
  • FIG. 2 is a perspective view showing a main valve body and a connection body of the first embodiment of the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a first communication state (at the time of cooling operation) (at the time of energization OFF) of the four-way pilot valve used in the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing a second communication state (at the time of heating operation) (at the time of energization ON) of the four-way pilot valve used in the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a flow path switching valve according to a second embodiment of the present invention, taken along line WW of FIG. 3.
  • FIG. 4 is a sectional view of a third embodiment of the flow path switching valve according to the present invention, taken along line WW of FIG. 3.
  • FIG. 9 is a perspective view showing a main valve body and a connection body of a third embodiment of the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a fourth embodiment of a flow path switching valve according to the present invention, taken along line WW of FIG. 3.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a main valve body and a connecting body of a fourth embodiment of the flow path switching valve according to the present invention.
  • FIG. 14 is a sectional view of a fifth embodiment of the flow path switching valve according to the present invention, taken along line WW of FIG. 3.
  • the perspective view which shows the main valve body and connection body of 5th Embodiment of the flow-path switching valve which concerns on this invention.
  • FIG. 1 and 2 are longitudinal sectional views showing a first embodiment of a flow path switching valve (a six-way switching valve) according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a first communication state (at the time of cooling operation)
  • FIG. 8 is a diagram showing a second communication state (during a heating operation).
  • a gap formed between members, a separation distance between members, and the like are larger than dimensions of each constituent member for easy understanding of the invention and for convenience of drawing. Or it may be drawn small.
  • the flow path switching valve 1 of the illustrated embodiment is, for example, a slide type used as a six-way switching valve in a heat pump type cooling / heating system, and basically includes a cylinder type six-way valve body 10 and a single electromagnetic valve as a pilot valve. And a four-way pilot valve 90.
  • the six ports provided in the flow path switching valve 1 of the present embodiment are assigned the same reference numerals corresponding to the respective ports pA to pF of the six-way switching valve described in Patent Documents 1 and 2. Have been.
  • the six-way valve main body 10 has a cylindrical main valve housing 11 made of metal such as brass or stainless steel, and the main valve housing 11 is provided with a first working chamber 31 and a first working chamber 31 in order from one end side (upper end side).
  • a first piston 21, a main valve chamber 12, a second piston 22, and a second working chamber 32 are arranged.
  • Each of the first and second pistons 21 and 22 is provided with a spring-loaded packing whose outer peripheral portion is pressed against the inner peripheral surface of the main valve housing 11 in order to partition the main valve housing 11 in an airtight manner. .
  • the main valve housing 11 has a body portion 11c having a relatively large diameter, and is provided on a thick disk-shaped upper connection lid 11d that is hermetically attached to an upper end opening of the body portion 11c.
  • a first piston portion 11a made of a pipe member (having a relatively small diameter) is air-tightly fixed to the central hole by brazing or the like, and the first piston 21 is arranged in the first piston portion 11a.
  • a second piston portion made of a pipe member (having a relatively small diameter) is provided in a center hole provided in a thick disc-shaped lower connection lid 11e which is hermetically attached to a lower end opening of the body portion 11c.
  • 11b is hermetically fixed by brazing or the like, and the second piston 22 is disposed on the second piston portion 11b.
  • a thin disk-shaped upper end side lid member 11A defining a first working chamber 31 having a variable capacity is hermetically fixed by brazing or the like.
  • a thin disk-shaped lower end side lid member 11B defining a variable capacity second working chamber 32 is hermetically fixed by brazing or the like.
  • Ports p11 and p12 for introducing and discharging a high-pressure fluid (refrigerant) into and from the first working chamber 31 and the second working chamber 32 are attached to (the center of) the upper end side lid member 11A and the lower end side lid member 11B, respectively. ing.
  • a first main valve seat (valve seat) 13 made of, for example, metal whose surface (right surface) is a flat valve seat surface is formed by brazing or the like. It is airtightly fixed to (the inner periphery of) the body 11c of the housing 11.
  • three ports (port pB, port pA, port pF) formed of a pipe joint extending leftward are arranged vertically (in the direction of the axis O). The openings are arranged at substantially equal intervals.
  • the right side center (the position facing the first main valve seat 13, in other words, the position on the opposite side of the first main valve seat 13 with respect to the axis O) of the main valve chamber 12 has its surface (left surface).
  • a second main valve seat (valve seat) 14 made of metal is hermetically fixed to (the inner periphery of) the body 11c of the main valve housing 11 by brazing or the like.
  • three ports (ports pC, port pD, and port pE) consisting of pipe joints extending rightward are arranged vertically (in the direction of the axis O). The openings are arranged at substantially equal intervals.
  • the ports pA to pF provided in the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14 are set to have substantially the same diameter. Have been.
  • both side surfaces are valve seat surfaces of the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14.
  • the dimensions of the main valve body 15 in the left-right direction and the front-rear direction are equal to or slightly larger than the outer diameters of the first piston portion 11a and the second piston portion 11b of the main valve housing 11.
  • the main valve body 15 is made of, for example, a synthetic resin, and basically includes a first slide valve body (high-pressure side slide valve body) 15A on the first main valve seat 13 side (left side) and a second main valve seat 14. And a second slide valve body (low pressure side slide valve body) 15B on the side (right side).
  • the first slide valve body 15A has a substantially cylindrical shape, and is opened on the valve seat surface of the first main valve seat 13 on the inner periphery of the left end (the end opposite to the second slide valve body 15B).
  • Inner flange portion 15a defining an opening large enough to selectively communicate two adjacent ports (port pB and port pA or port pA and port pF) among the three ports. Is protruding (inward).
  • the left end surface (the end surface on the first main valve seat 13 side) of the inner flange portion 15a is the annular sealing surface 15s which is slidably brought into contact with the valve seat surface of the first main valve seat 13. I have.
  • the annular seal surface 15s provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the (first inner valve-like portion 15a) of the first slide valve body 15A (to be described later). It is formed only at a predetermined width (approximately the same width over the entire circumference) around the opening of the 1U-turn passage (high-pressure U-turn passage) 16A (particularly, see FIGS. 5 to 7).
  • the upper and lower ends (in other words, both ends in the direction of the axis O or the moving direction) of the annular sealing surface 15s are in the width direction (the front-rear direction in the illustrated example, perpendicular to the axis O, and At the center of the first and second main valve seats 13 and 14 (in a direction parallel to the valve seat surfaces), the same height as the annular sealing surface 15s is provided in the vertical direction (along the direction of the axis O). Further, a substantially bar-shaped convex portion 15t narrower than (the outer shape of) the annular sealing surface 15s is continuously provided (continuously extended) (in particular, see FIGS. 5 to 7). In the illustrated example, the width of the substantially bar-shaped convex surface portion 15t is substantially the same as the width (the predetermined width) of the race track-shaped annular sealing surface 15s formed around the opening of the first U-turn passage 16A.
  • the contact area between the first slide valve element 15A (the annular sealing surface 15s) and the first main valve seat 13 (the valve seat surface) becomes small, and the first main valve seat 13 has the first contact surface with respect to the valve seat surface.
  • the pressing force (surface pressure) of the annular seal surface 15s on the left side of the slide valve body 15A increases, and the first slide valve body 15A slides on the valve seat surface of the first main valve seat 13 during flow path switching.
  • the annular seal surface 15s of the first slide valve body 15A is less likely to be caught by a port opened on the valve seat surface of the first main valve seat 13.
  • a second U-turn passage (low-pressure-side U-turn passage) 16B is formed of a bowl-shaped recess having a size such that the ports (ports pC and pD or ports pD and port pE) can be selectively communicated.
  • a fitting having an outer shape that is substantially the same as or slightly smaller than the inner shape of the cylindrical first slide valve body 15A is fitted on the left surface (side surface on the side of the first slide valve body 15A) of the second slide valve body 15B.
  • the mating projection 15b extends (to the left).
  • the fitting projection 15b of the second slide valve element 15B is slidably slidable (on the right side of the cylindrical first slide valve element 15A) (with the O-ring 18 interposed between the step portions provided therebetween).
  • the inner peripheral surface of the first slide valve body 15A and the left end surface of the fitting convex portion 15b are adjacent to one of the three ports opened on the valve seat surface of the first main valve seat 13.
  • a first U-turn passage (high-pressure-side U-turn passage) 16A for selectively communicating two matching ports (port pB and port pA or port pA and port pF) and a first slide valve are provided.
  • the body 15 ⁇ / b> A and the second slide valve body 15 ⁇ / b> B are connected to each other (ports (port pB, port pA, port pF) provided in the first main valve seat 13 in a left-right direction (a direction perpendicular to the axis O).
  • Port pC, port pD, and port pE) are slightly movable relative to each other in the direction in which they face each other (ie, the direction orthogonal to the valve seat surfaces of the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14), and , And can be moved integrally in the vertical direction (the direction of the axis O).
  • the main valve body 15 is a first U-turn that can selectively communicate two adjacent ports among the three ports opened on the valve seat surface of the first main valve seat 13.
  • a second U-turn passage 16B capable of selectively communicating adjacent two of the three ports opened in the valve seat surface of the first slide valve element 15A having the passage 16A and the second main valve seat 14 is provided.
  • a pair of first and second slide valve bodies 15A and 15B, the first and second U-turn passages 16A and 16B open in opposite directions. As described above (in other words, in a direction orthogonal to the valve seat surfaces of the first and second main valve seats 13 and 14), they are arranged back to back.
  • a step portion inner peripheral step portion formed on the inner periphery on the right end side of the first slide valve body 15A and a step portion (outer periphery) formed on the outer periphery of the fitting projection 15b of the second slide valve body 15B.
  • An O-ring 18 as an annular sealing member is interposed between the O-ring 18 and the step portion.
  • a seal member such as a lip seal may be used instead of the O-ring 18.
  • first slide valve body 15A inside the O-ring 18 and on the first main valve seat 13 side receives high-pressure fluid (refrigerant) from the port (discharge-side high-pressure port) pA via the first U-turn passage 16A.
  • first U-turn passage 16A and the main valve chamber 12 are sealed (sealed) by the O-ring 18 disposed therebetween.
  • FIGS. 3 to 5 when viewed in the left-right direction (the direction perpendicular to the axis O), the right side (first side) of the first slide valve body 15A
  • the pressure receiving area Sc on the two-slide valve body 15B side (back pressure side) is made larger than the pressure receiving area Sa on the left side (first main valve seat 13 side).
  • Is the projected area of the surface receiving pressure in the left direction is the projected area of the inner edge of the annular sealing surface 15s on the first main valve seat 13 side with respect to a plane perpendicular to the left-right direction (that is, in this case, (The area approximately equal to the projected area of the inner flange portion 15a), and the surface of the first slide valve body 15A (left surface) which receives the rightward pressure by the high-pressure refrigerant flowing through the port (inside the annular sealing surface 15s). It is larger than the projection area (pressure receiving area Sa).
  • the pressure (more specifically, the first U-pressure) received from (the high-pressure refrigerant of) the first U-turn passage 16A Due to the pressure difference between the pressure received from the refrigerant (high-pressure refrigerant) flowing through the turn passage 16A and the pressure received from the refrigerant (low-pressure refrigerant) flowing through the second U-turn passage 16B (the annular sealing surface of the right surface of the second slide valve body 15B).
  • the right side (the second slide valve body 15B side) of the first slide valve body 15A when viewed in the left-right direction (the direction perpendicular to the axis O), the right side (the second slide valve body 15B side) of the first slide valve body 15A
  • the outer shape of the pressure receiving area Sc on the pressure side (that is, the outer shape of the O-ring 18) is larger than the outer shape of the contact area Sb of the annular sealing surface 15s and the convex surface portion 15t on the left side (the first main valve seat 13 side) (over the entire circumference). ) Will be enlarged.
  • the outer shape of the pressure receiving area Sc on the right side of the first slide valve element 15A (that is, the outer shape of the O-ring 18) is set outside the annular seal surface 15s and the convex surface portion 15t.
  • the pressing force (surface pressure) of the left surface (the annular sealing surface 15s) of the first slide valve body 15A against the valve seat surface of the first main valve seat 13 is substantially uniform.
  • first slide valve body 15A and the second slide valve body 15B for example, a step surface (leftward facing) that forms the fitting projection 15b of the right side of the first slide valve body 15A and the second slide valve body 15B.
  • a biasing member (ring-shaped leaf spring, compression coil spring, etc.) for biasing the first slide valve body 15A and the second slide valve body 15B in mutually opposite directions (directions of separation) between the first slide valve body 15A and the second slide valve body 15B.
  • the annular seal surface may be pressed (pressed) against the valve seat surface of the second main valve seat 14.
  • the main valve element 15 is configured such that the first slide valve element 15A and the second slide valve element 15B are integrally moved in the direction of the axis O, and a port pF as shown in FIG.
  • the port pB is opened and the port pB is connected to the port pA via the first U-turn passage 16A of the first slide valve body 15A, and the port pE is opened and the port pC and the port pD are connected to the second U-turn of the second slide valve body 15B.
  • a cooling position (upper end position) communicating through the passage 16B and a port pB as shown in FIG.
  • FIG. 2 opening the port pA and the port pF through the first U-turn passage 16A of the first slide valve body 15A, as shown in FIG.
  • Is adapted can take selectively a location).
  • the first slide valve body 15A of the main valve body 15 is located immediately above two of the three ports (port pB and port pA or port pA and port pF) except during movement.
  • the second slide valve body 15B of the main valve body 15 is located immediately above two of the three ports (port pC and port pD or port pD and port pE) except during movement.
  • the pressure from the high-pressure refrigerant introduced into (the first U-turn passage 16A of) the main valve body 15 is pressed left and right, respectively, and the valve seat surfaces of the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14 are formed. It is pressed against.
  • the first piston 21 and the second piston 22 are connected by a connecting body 25 so as to be integrally movable.
  • the connecting body 25 is connected to a first slide valve body 15A and a second slide valve body 15B of the main valve body 15. Are fitted and supported in a state where they are slightly slidable in the left-right direction and substantially prevented from moving in the front-rear direction.
  • the connecting body 25 is formed of a pair of plate members having the same size and the same shape, which are manufactured by, for example, press molding, and the respective plate members are arranged in the left-right direction (the first main valve seat 13 and the second Along the direction perpendicular to the valve seat surface of the main valve seat 14 (in other words, so as to be parallel to a plane perpendicular to the valve seat surface), and the pair of plate members
  • the main valve body 15 is sandwiched (in the front-rear direction) between the pair of plate members.
  • the plate member disposed on the front side of the main valve body 15 is referred to as a connection plate 25A
  • the plate member disposed on the rear side of the main valve body 15 is referred to as a connection plate 25B.
  • each of the connecting plates 25A and 25B is symmetric with respect to a center line (a line of symmetry) extending in the front-rear direction from the center. It is composed of a vertically elongated rectangular plate (here, the same width over the entire vertical length).
  • the main valve body 15 (the front part or the rear part) is engaged and supported integrally and movably in the direction of the axis O.
  • a support plate portion 25c is formed along the outer periphery (front and upper and lower surfaces, or rear and upper and lower surfaces) of the valve body 15 (that is, a substantially concave cross section).
  • connection plate 25a extending up to the first piston 21 or the second piston 22 is connected above and below the support plate 25c in each of the connection plates 25A and 25B.
  • the connection plate portion 25a is formed in a step shape or a crank shape by bending or the like, and has an offset plate portion 25aa and a contact plate portion 25ab from the support plate portion 25c side.
  • the offset plate portion 25aa of the connection plate portion 25a in the front connection plate 25A is opened on the valve seat surface of the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14 in front of the axis O, particularly when viewed in the left-right direction.
  • the six ports pA to pF are arranged at positions avoiding the front side (in other words, positions offset forward from the six ports pA to pF).
  • the offset plate portion 25aa of the connection plate portion 25a in the rear connection plate 25B is opened on the valve seat surface of the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14 behind the axis O, particularly when viewed in the left-right direction.
  • the six ports pA to pF are disposed at positions avoiding the rear side (in other words, positions offset backward from the six ports pA to pF).
  • the offset plate portions 25aa of the connection plate portions 25a of the pair of connection plates 25A and 25B are opened on the valve seat surfaces of the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14.
  • the ports pA to pF are arranged at a distance (in the front-rear direction) from the apertures of the squeezed ports pA to pF, and between the offset plate portions 25aa of the connection plate portions 25a in the pair of connection plates 25A and 25B. More specifically, the ports pF and pE located on the lower side in the cooling position (upper end position) shown in FIG. 1 and the ports pB and pC located on the upper side in the heating position (lower end position) shown in FIG. It will be located (especially, see FIG. 6).
  • connection plate portion 25ab of the connection plate portion 25a in the connection plates 25A and 25B (the portion close to the first piston 21 or the second piston 22 and the first main valve seat 13 and the second main valve seat 14) Portions that do not overlap with the ports pA to pF that are opened on the valve seat surface are brought into contact with the contact plate portion 25ab of the connection plate portion 25a of the connection plates 25B and 25A on the opposite side (disposed). ing.
  • unevenness or the like may be provided on the contacting plate portion 25ab in order to mutually position the connecting plates 25A and 25B arranged opposite to each other. .
  • connection plates 25A and 25B are opposite to the connection plates 25B and 25A that are opposed to each other (the direction in which the support plate portion 25c having a substantially concave cross section is formed).
  • the mounting leg portion 25b is formed by being bent at approximately 90 degrees toward.
  • a screw hole 29 for inserting a bolt 30 for connecting the connecting plate 25A, 25B to the first piston 21 or the second piston 22 is formed through the mounting leg 25b.
  • connection plate 25a offset plate 25aa + contact plate 25ab of the connection plates 25A and 25B in the up-down direction (the direction of the axis O) is the first of the main valve housing 11 and The length is shorter than the length of the second piston portions 11a and 11b.
  • the upper connection lid 11d of the main valve housing 11 (the outer peripheral portion of the first piston portion 11a) is attached to the (upper end side corner portion) of the support plate portion 25c of the connection body 25 (the respective connection plates 25A and 25B).
  • the stopper serves as a stopper that abuts and prevents the connecting body 25 (that is, the main valve body 15 fitted to the connecting body 25) from moving upward.
  • connection lid 11e (the outer peripheral portion of the second piston portion 11b) of the main valve housing 11 is attached to (the lower end side corner of) the support plate portion 25c of the connection body 25 (the respective connection plates 25A, 25B).
  • the stopper serves as a stopper that abuts and prevents the connecting body 25 (that is, the main valve body 15 fitted to the connecting body 25) from moving downward.
  • the connecting member 25 (the supporting plate portion 25c of each of the connecting plates 25A and 25B thereof) abuts on the upper connecting lid 11d or the lower connecting lid 11e of the main valve housing 11 and the main valve body 15 A stopper 25s for regulating movement in the vertical direction is provided.
  • the stopper 25s that regulates the movement of the main valve body 15 is provided in the connecting body 25, so that, for example, the upper end side lid member 11A and the lower end side lid member 11B move upward of the first piston 21.
  • the load applied to the first and second pistons 21 and 22 can be reduced, and the position of the main valve body 15 is restricted.
  • the dimensional accuracy of the components of the first and second pistons 21 and 22 and the upper and lower lid members 11A and 11B can be reduced.
  • the stopper may also serve as a stopper for preventing movement).
  • each of the connecting plates 25A and 25B is made of a plate material having the same size and the same shape, the two connecting plates 25A and 25B are arranged facing each other in the front-rear direction,
  • the connecting plate portions 25ab of the connecting plate portions 25a of the two connecting plates 25A and 25B are arranged in a reverse direction (specifically, upside down) so as to abut each other, and are mounted via bolts 30.
  • the leg 25b is fixed to the first piston 21 or the second piston 22.
  • first slide valve body 15A and the second slide valve body 15B of the main valve body 15 are inserted between the support plate portions 25c of each of the connection plates 25A and 25B (a substantially rectangular space in a side view) (in the left-right direction, respectively). ), The first slide valve element 15A and the second slide valve element 15B of the main valve element 15 are slightly slidable in the left-right direction and substantially prevented from moving in the front-rear direction.
  • the connection member 25 is fitted (particularly, see FIG. 7).
  • the main valve body 15 fitted and supported by (the pair of connecting plates 25A, 25B) of the connecting body 25 is connected to the connecting plate 25A of the connecting body 25 by the reciprocating movement of the first and second pistons 21,22. , 25B (in this case, the first sliding valve body 15A of the main valve body 15 and the second sliding valve body 15A of the main valve body 15).
  • the upper and lower surfaces of the slide valve body 15B are pressed so as to move between a cooling position (upper end position) and a heating position (lower end position).
  • connection plates 25A and 25B connection plates 25A and 25B having the same size and the same shape.
  • the main valve body 15 disposed in the main valve housing 11 When the main valve body 15 disposed in the main valve housing 11 is in the heating position (lower end position) (the second communication state as shown in FIG. 2), the main valve body 15 is connected via a four-way pilot valve 90 to be described later.
  • the second working chamber 32 When the second working chamber 32 is connected to the port pA, which is a discharge-side high-pressure port, and the first working chamber 31 is connected to a port pD, which is a suction-side low-pressure port, high-pressure refrigerant is introduced into the second working chamber 32. At the same time, high-pressure refrigerant is discharged from the first working chamber 31.
  • the pressure of the second working chamber 32 on the other end side (lower end side) of the main valve chamber 12 becomes higher than the pressure of the first working chamber 31 on one end side (upper end side) of the main valve chamber 12, as shown in FIG.
  • the first and second pistons 21 and 22 and the main valve body 15 move upward, and the stopper 25s of the connecting body 25 (the supporting plate 25c of each of the connecting plates 25A and 25B) is moved to the upper connecting lid 11d.
  • the main valve body 15 takes a cooling position (upper end position) (a first communication state as shown in FIG. 1).
  • the port pA and the port pB are communicated (via the first U-turn passage 16A), the port pC and the port pD are communicated (via the second U-turn passage 16B), and the port pE and the port pF are communicated.
  • the port pA and the port pB are communicated (via the first U-turn passage 16A)
  • the port pC and the port pD are communicated (via the second U-turn passage 16B)
  • the port pE and the port pF are communicated.
  • the first working chamber 31 is connected to the discharge-side high-pressure port via a four-way pilot valve 90 described later.
  • the second working chamber 32 is connected to a port pD which is a suction-side low-pressure port while communicating with a certain port pA, high-pressure refrigerant is introduced into the first working chamber 31 and high-pressure refrigerant is supplied from the second working chamber 32. Refrigerant is discharged. Therefore, the pressure in the first working chamber 31 at one end (upper end) of the main valve chamber 12 becomes higher than the pressure in the second working chamber 32 at the other end (lower end) of the main valve chamber 12, as shown in FIG.
  • the first and second pistons 21 and 22 and the main valve body 15 move downward, and the stopper 25s of the connecting body 25 (the supporting plate 25c of each of the connecting plates 25A and 25B) is moved to the lower connecting lid. 11e, the main valve body 15 is in the heating position (lower end position) (the second communication state as shown in FIG. 2).
  • the port pA and the port pF are communicated (via the first U-turn passage 16A), the port pE and the port pD are communicated (via the second U-turn passage 16B), and the port pC and the port pB are communicated.
  • the port pA and the port pF are communicated (via the first U-turn passage 16A)
  • the port pE and the port pD are communicated (via the second U-turn passage 16B)
  • the port pC and the port pB are communicated.
  • the structure of the four-way pilot valve 90 as a pilot valve is well known, and an electromagnetic coil 91 is fitted around the outer periphery of the base end (left end) as shown in an enlarged view in FIGS. 8A and 8B.
  • the valve case 92 includes a fixed cylindrical straight pipe, and a suction element 95, a compression coil spring 96, and a plunger 97 are arranged in series on the valve case 92 from the base end side.
  • the left end of the valve case 92 is hermetically joined by welding or the like to a flange portion (outer peripheral step portion) of the suction element 95.
  • the suction element 95 is attached to a cover case 91A that covers the outer circumference of the electromagnetic coil 91 for energizing and energizing. It is fastened and fixed by bolts 92B.
  • a lid member 98 with a filter having a thin tube insertion port (high pressure introduction port a) for introducing high pressure refrigerant is hermetically attached by welding, brazing, caulking or the like.
  • a region surrounded by the lid member 98, the plunger 97, and the valve case 92 is a valve chamber 99.
  • a high-pressure refrigerant is introduced into the valve chamber 99 from the port (discharge-side high-pressure port) pA via a high-pressure thin tube #a air-tightly inserted into a thin-tube insertion port (high-pressure introduction port a) of the lid member 98. It is supposed to be.
  • valve seat 93 whose inner end surface is a flat valve seat surface is hermetically joined by brazing or the like.
  • a port b On the valve seat surface (inner end surface) of the valve seat 93, a port connected to the first working chamber 31 of the above-described six-way valve main body 10 via the thin tube #b in order from the front end side (right end side).
  • Port c connected to pD via thin tube #c and port d connected to second working chamber 32 via thin tube #d extend in the longitudinal direction (left-right direction) of valve case 92. They are opened side by side at predetermined intervals.
  • the plunger 97 opposed to the suction element 95 is basically cylindrical, and is slidably disposed in the valve case 92 in the axial direction (along the center line L of the valve case 92). .
  • a valve body holder 94A for holding the valve body 94 slidably in the thickness direction at its free end side has its base end together with the fixture 94B. It is attached and fixed by press fitting, caulking, or the like.
  • a leaf spring 94C for urging the valve body 94 in a direction (thickness direction) of pressing the valve body 94 against the valve seat 93 is attached to the valve body holder 94A.
  • the valve body 94 is brought into contact with the valve seat surface of the valve seat 93 so as to switch the communication state between the ports b, c, and d that open to the valve seat surface of the valve seat 93.
  • the valve seat slides along with the movement of the plunger 97 in the left-right direction.
  • valve element 94 has such a size that it can selectively communicate between the adjacent ports bc and cd between the three ports b to d opening on the valve seat surface of the valve seat 93.
  • a concave portion 94a is provided.
  • the compression coil spring 96 is compressed between the suction element 95 and the plunger 97 to urge the plunger 97 away from the suction element 95 (to the right in the drawing).
  • the valve seat 93 is a stopper that prevents the plunger 97 from moving to the right. Needless to say, other configurations can be adopted as the configuration of the stopper.
  • the four-way pilot valve 90 is attached to an appropriate location such as the back side of the six-way valve main body 10 via a fixture 92A. Further, in the four-way pilot valve 90, the thin tube #c is connected to the port pD which is the suction side low pressure port, but the thin tube #c may be connected to the port pC through which the medium-pressure refrigerant flows.
  • the high-pressure fluid flowing into the port (discharge-side high-pressure port) pA is introduced into the second working chamber 32 through the high-pressure thin tube # a ⁇ the valve chamber 99 ⁇ port d ⁇ the thin tube # d ⁇ port p12, and The high-pressure fluid in the working chamber 31 flows to the port p11 ⁇ the thin tube # b ⁇ the port b ⁇ the concave portion 94a ⁇ the port c ⁇ the thin tube # c ⁇ the port (suction side low pressure port) pD and is discharged.
  • the plunger 97 is pulled by the suction force of the suction element 95 to a position where its left end contacts the suction element 95 (compression), as shown in FIGS. It is drawn (against the biasing force of the coil spring 96).
  • the valve body 94 is located above the port c and the port d, and the port c and the port d communicate with each other through the concave portion 94a, and the port b and the valve chamber 99 communicate with each other.
  • the high-pressure fluid flowing into the port (discharge-side high-pressure port) pA is introduced into the first working chamber 31 via the high-pressure capillary # a ⁇ the valve chamber 99 ⁇ port b ⁇ the capillary # b ⁇ port p11, and the second The high-pressure fluid in the working chamber 32 flows to the port p12 ⁇ the thin tube # d ⁇ the port d ⁇ the concave portion 94a ⁇ the port c ⁇ the thin tube # c ⁇ the port (suction side low pressure port) pD and is discharged.
  • the main valve body 15 of the six-way valve body 10 shifts from the heating position (the second communication state) to the cooling position (the first communication state), and the flow path as described above. While the switching is performed, when the energization to the electromagnetic coil 91 is turned ON, the main valve body 15 of the six-way valve body 10 shifts from the cooling position (the first communication state) to the heating position (the second communication state), as described above. Such flow path switching is performed.
  • the high-pressure fluid flowing through the six-way switching valve 1 (the port pA which is a high-pressure portion) is switched by turning ON / OFF the energization of the electromagnetic four-way pilot valve 90.
  • the main valve body 15 that constitutes the six-way valve body 10 is moved in the main valve chamber 12 by utilizing a pressure difference between a flowing fluid and a low-pressure fluid (fluid flowing through the port pD, which is a low-pressure portion).
  • the communication state between a total of six ports provided in the housing 11 is switched, and in the heat pump cooling and heating system, switching from heating operation to cooling operation and switching from cooling operation to heating operation can be performed.
  • the outer side of the annular sealing surface 15s in the first slide valve element (high-pressure side slide valve element) 15A in the axis O direction. Is provided with a convex surface portion 15t having the same height as the annular seal surface 15s, and the convex seal portion 15t causes the annular seal surface 15s of the first slide valve element (high-pressure side slide valve element) 15A to become the first main valve seat.
  • the annular sealing surface 15s provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A is formed only at a predetermined width around the opening of the first U-turn passage 16A. Therefore, the contact area between the first sliding valve element 15A (the annular sealing surface 15s) and the first main valve seat 13 (the valve seat surface) becomes small, and the first main valve seat 13 (the valve seat surface).
  • the pressing force (surface pressure) of the first slide valve body 15A (the annular seal surface 15s thereof) against the first slide valve body 15A increases, and the sealing performance can be further improved.
  • the pressure receiving area Sc on the right side of the first slide valve body 15A can be reduced, so that the size can be reduced and the degree of freedom in arranging other assembly parts can be increased.
  • the convex surface portion 15t provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A is continuous with the end of the annular seal surface 15s in the axis O direction. Since it is provided, the annular seal surface 15s of the first slide valve body (high-pressure side slide valve body) 15A can be more reliably prevented from being caught by the port, and the first slide of the first main valve seat 13 on the valve seat surface can be prevented. The rattling of the valve element (high-pressure side slide valve element) 15A can be reduced more reliably.
  • the external shape of the pressure receiving surface (pressure receiving area Sc) on the 15B side (back pressure side) (that is, the external shape of the O-ring 18) is set to be larger than the external shape of (the contact area Sb of) the annular seal surface 15s of the first slide valve body 15A.
  • the entire convex surface portion 15t connected to the annular seal surface 15s is provided so as to be located inside the pressure receiving area Sc on the right side). Since the pressure distribution on the contact surface (annular seal surface 15s) of the first slide valve body 15A becomes substantially uniform, good sealing performance, operability and stability can be ensured, and valve leakage can be effectively suppressed. .
  • FIG. 9 shows a second embodiment of a flow path switching valve (a six-way switching valve) according to the present invention.
  • the flow path switching valve 2 of the second embodiment is substantially the same as the flow path switching valve 1 of the first embodiment except for the main valve body. Therefore, the portions corresponding to the respective portions of the flow path switching valve 1 of the first embodiment and the portions having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the following, differences around the main valve body will be described. The explanation will focus on the points.
  • the outer shape of the pressure receiving area Sc on the right side of the first slide valve body 15A (that is, the outer shape of the O-ring 18). ) Is a race track shape, and a part of the outer shape of the pressure receiving area Sc is made smaller than the tip of the convex portion 15t on the left side.
  • the root portion (the portion adjacent to the annular seal surface 15s) of the convex portion 15t connected to the annular seal surface 15s is located inside the pressure receiving area Sc on the right side, and the tip portion (the annular portion) of the convex portion 15t. The portion separated from the sealing surface 15s) is provided outside the pressure receiving area Sc on the right side.
  • the same operation and effect as those of the flow path switching valve 1 of the first embodiment can be obtained.
  • the shape of the O-ring 18 disposed between the first slide valve body 15A and the second slide valve body 15B (sliding surface gap) can be simplified, and the annular seal surface 15s and the convex portion having pressure distribution can be simplified. Since the root portion of the 15t is effectively pressed against the valve seat surface of the first main valve seat 13, the sealing performance and the like can be further improved.
  • FIG. 10 and 11 show a third embodiment of the flow path switching valve (six-way switching valve) according to the present invention.
  • the passage switching valve 3 of the third embodiment is substantially the same as the passage switching valve 2 of the second embodiment except for the main valve body. Therefore, the portions corresponding to the respective portions of the flow path switching valve 2 of the second embodiment and the portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated. In the following, differences around the main valve body will be described. The explanation will focus on the points.
  • the annular seal surface 15s is provided above and below the annular seal surface 15s provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A. (In other words, at an end in the direction of the axis O in the direction of the axis O) (that is, with a predetermined gap), a relatively large area having the same height as the annular sealing surface 15s and the same width as (the outer shape of) the annular sealing surface 15s. A wide convex portion 15t is provided.
  • the same operation and effect as those of the flow path switching valve 2 of the second embodiment can be obtained. Since the convex surface portion 15t provided on the left surface side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A is provided away from the end of the annular seal surface 15s in the direction of the axis O, there is no pressure distribution.
  • the pressure (surface pressure) distribution on the annular sealing surface 15s of the first slide valve element (high pressure side slide valve element) 15A can be easily controlled, and the sealability, operability, durability, stability, and the like can be effectively improved.
  • the groove formed between the annular seal surface 15s and the convex surface portion 15t functions as a foreign matter discharge passage, it is also possible to effectively prevent foreign matter accumulation between the annular seal surface 15s and the valve seat surface. it can.
  • the convex portion 15t provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A is formed in the entire width direction of (the outer shape of) the annular seal surface 15s.
  • the convex portion 15t ensures that the annular seal surface 15s of the first slide valve body (high-pressure side slide valve body) 15A opens the port opened in the valve seat surface of the first main valve seat 13 more reliably. It is easy to get over, and it is possible to more effectively prevent the annular seal surface 15 s of the first slide valve body (high-pressure side slide valve body) 15 ⁇ / b> A from being caught by the port, and to prevent the first main valve seat 13 from being caught on the valve seat surface.
  • the rattling of the slide valve body (high pressure side slide valve body) 15A can be further reduced.
  • (Fourth embodiment) 12 and 13 show a fourth embodiment of the flow path switching valve (six-way switching valve) according to the present invention.
  • the flow path switching valve 4 of the fourth embodiment is substantially the same as the flow path switching valve 3 of the third embodiment except for the main valve body. Therefore, the portions corresponding to the respective portions of the flow path switching valve 3 of the third embodiment and the portions having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following, differences around the main valve body will be described. The explanation will focus on the points.
  • the same operation and effect as those of the flow path switching valve 3 of the third embodiment can be obtained. Since the convex surface portion 15t provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A is provided at least on both sides in the width direction of the annular sealing surface 15s, for example, the first slide valve body is provided. (High-pressure side slide valve element) Even when the valve slides on the valve seat surface of the first main valve seat 13 in a state where 15A is inclined, the annular sealing surface 15s (first slide valve element) 15A of the first slide valve element (high-pressure side slide valve element). Before one side portion of the first main valve seat 13 comes into contact with the valve seat surface of the first main valve seat 13, the convex portion 15t comes into contact with the valve seat surface of the first main valve seat 13, so that the durability is reliably improved. be able to.
  • the contact area between the convex surface portion 15t of the first slide valve body 15A and the valve seat surface of the first main valve seat 13 is smaller than that in the third embodiment, and The pressing force (surface pressure) of the first slide valve body 15A against the valve seat surface of the one main valve seat 13 is increased, and the sealing performance can be further improved.
  • FIGS. 14 and 15 show a fifth embodiment of the flow path switching valve (six-way switching valve) according to the present invention.
  • the flow path switching valve 5 of the fifth embodiment is substantially the same as the flow path switching valve 4 of the fourth embodiment, for example, except for the main valve body. Therefore, the portions corresponding to the respective portions of the flow path switching valve 4 of the fourth embodiment and the portions having the same functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. In the following, differences around the main valve body will be described. The explanation will focus on the points.
  • the upper end portion and the lower end portion of the annular seal surface 15s provided on the left side (the first main valve seat 13 side) of the first slide valve body 15A have central portions in the width direction.
  • a substantially bar-shaped (two in total) convex portions having the same height as the annular sealing surface 15s and a width smaller than (the outer shape of) the annular sealing surface 15s. 15t are continuously provided, and both sides in the width direction above and below the annular seal surface 15s are spaced apart from (ie, a predetermined gap from) the annular seal surface 15s (the end in the axis O direction).
  • a bar-shaped convex surface 15t is provided.
  • the convex portion 15t in) the flow path switching valve 5 of the present embodiment is different from the flow path switching valve 1 (the convex portion 15t in the flow path switching valve 2) of the first embodiment or the second embodiment. It has a configuration that is combined with (the convex portion 15t in) the flow path switching valve 4 of the fourth embodiment.
  • the configuration in which the main valve body 15 is driven in the main valve chamber 12 using the four-way pilot valve 90 has been described.
  • the main valve body 15 may be driven in the main valve chamber 12 using the above.
  • the six-way switching valve in the heat pump type cooling / heating system has been described as an example, but the number and position of the ports provided in (the main valve chamber 12 of) the main valve housing 11 are described.
  • the configuration and shape of the main valve housing 11 and the configuration and shape of the main valve body 15 and the connecting body 25 disposed in (the main valve chamber 12 of) the main valve housing 11 are not limited to the illustrated example. Needless to say, it is needless to say that the present invention can be applied to a multi-way switching valve other than the six-way switching valve.
  • the flow path switching valves 1 to 5 of the present embodiment can of course be incorporated not only in a heat pump type cooling / heating system, but also in other systems, devices and equipment.

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Abstract

簡単な構成でスライド弁体の環状シール面が主弁座の弁シート面に開口せしめられたポートに引っ掛かることを防止することのできる流路切換弁を提供する。第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)(15A)における環状シール面(15s)の軸線方向外側に、該環状シール面(15s)と同じ高さの凸面部(15t)が設けられる。

Description

流路切換弁
 本発明は、弁体を移動させることにより流路の切り換えを行う流路切換弁に係り、例えば、ヒートポンプ式冷暖房システム等において流路切換を行うのに好適な流路切換弁に関する。
 一般に、ルームエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムは、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、及び膨張弁等に加えて、流路(流れ方向)切換手段としての流路切換弁(四方切換弁や六方切換弁)を備え、運転モード(冷房運転と暖房運転)の切り換えを当該流路切換弁で行うようになっている。
 前記した如くのヒートポンプ式冷暖房システム等に組み込まれる流路切換弁としては、弁本体(主弁ハウジング)内に1個のスライド式主弁体を摺動可能に配置したものがよく知られているが(例えば特許文献1等参照)、それに代えて、例えば特許文献2に所載の如くの、複数個のスライド式弁体を一体的に用いたものが既に提案されている。
 このスライド式の流路切換弁(六方切換弁)は、主弁室を画成する筒状の主弁ハウジング、該主弁ハウジング(主弁室)の軸線に対して反対側にそれぞれ3個(合計で6個)のポートが開口せしめられた弁シート面を持つ主弁座、及び前記主弁室内に軸線方向に移動可能に配在されるとともに、前記弁シート面に摺動自在に対接せしめられたスライド式の主弁体を備え、前記主弁体は、前記3個のポートのうちの2個のポートを選択的に連通させる第1Uターン通路(高圧側Uターン通路)を有する第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)と前記別の3個のポートのうちの2個のポートを選択的に連通させる第2Uターン通路(低圧側Uターン通路)を有する第2スライド弁体(低圧側スライド弁体)とを有し、それらスライド弁体が、それぞれのUターン通路が反対向きに開口するように背中合わせの状態で配在され、それらスライド弁体は、軸線方向に一体的に移動自在、かつ、軸線に対して垂直な方向に相互に摺動自在とされており、前記主弁室内で前記主弁体を移動させることにより、前記Uターン通路を介して、連通するポート間(流路)が切り換えられるようにされている。
 また、前記したスライド式の流路切換弁(六方切換弁)においては、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)の第1Uターン通路(高圧側Uターン通路)に相対的に高圧の流体が導入され、第2スライド弁体(低圧側スライド弁体)の第2Uターン通路(低圧側Uターン通路)に相対的に低圧の流体が導入されるとともに、高圧側スライド弁体と低圧側スライド弁体との間に、高圧側Uターン通路に導入された高圧流体の一部が導入される圧力室が設けられ、軸線に対して垂直な方向で視て、高圧側スライド弁体における圧力室側(背圧側)の受圧面積が、3個のポートが設けられた主弁座側の受圧面積、すなわち、高圧側スライド弁体の高圧側Uターン通路の開口面積より大きくされている。
 そのため、高圧側Uターン通路に高圧冷媒が導入され、該高圧側Uターン通路に導入された高圧冷媒の一部が圧力室に充填されたとき、圧力室(の高圧冷媒)から受ける圧力と高圧側Uターン通路を流れる冷媒(高圧冷媒)から受ける圧力との差圧によって、高圧側スライド弁体の環状シール面が主弁座の弁シート面に押し付けられ、弁漏れし難くなっている。
特開平8-170864号公報 特開2018-044666号公報
 ところで、前記した如くの流路切換弁においては、スライド弁体の環状シール面をUターン通路の開口周りのみに形成するなどして、主弁座の弁シート面に押し付けられるスライド弁体の環状シール面の面積(すなわち、弁シート面との接触面積)を小さくし、弁シート面に対する環状シール面の押し付け力(面圧)を高くすることで、シール性が向上することが既に知られている。
 しかしながら、前記のようにスライド弁体の環状シール面の面積を減らすと、流路切換えに当たってスライド弁体が主弁座の弁シート面上を摺動するとき、スライド弁体の環状シール面が主弁座の弁シート面に開口せしめられたポート(特に、その軸線方向(移動方向)の縁等)に引っ掛かりやすくなり、スライド弁体の移動が阻害される、環状シール面や弁シート面に開口するポートが傷付いたり変形したりする等して、シール性、動作性、耐久性が低下するおそれがある。また、スライド弁体の環状シール面の面積を減らすと、主弁座の弁シート面上でスライド弁体ががたつきやすくなる懸念もある。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡単な構成でスライド弁体の環状シール面が主弁座の弁シート面に開口せしめられたポートに引っ掛かることを防止することのできる流路切換弁を提供することにある。
 前記の目的を達成すべく、本発明に係る流路切換弁は、基本的には、主弁室を画成する主弁ハウジングと、前記主弁室内に配在され、複数のポートが開口せしめられた弁シート面を有する第1主弁座と、前記主弁室の軸線に対して前記第1主弁座の反対側の前記主弁室内に配在され、複数のポートが開口せしめられた弁シート面を有する第2主弁座と、相対的に高圧の流体が導入される高圧側Uターン通路を有するとともに前記第1主弁座の前記弁シート面に摺動自在な高圧側スライド弁体、及び、相対的に低圧の流体が導入される低圧側Uターン通路を有するとともに前記第2主弁座の前記弁シート面に摺動自在な低圧側スライド弁体の一対のスライド弁体を有して構成され、前記主弁室内に前記軸線方向に移動可能に配在された主弁体と、を備え、前記一対のスライド弁体は、前記軸線方向に一体的に移動自在、かつ、前記軸線に対して垂直な方向に相互に摺動自在とされており、前記主弁室内で前記主弁体を移動させることにより、前記第1主弁座及び前記第2主弁座のそれぞれの前記複数のポート間の連通が切り換えられるようにされた流路切換弁であって、前記一対のスライド弁体は、前記高圧側スライド弁体における前記高圧側Uターン通路の開口周りに、前記弁シート面に対接する環状シール面が形成されており、前記高圧側スライド弁体における前記環状シール面の前記軸線方向外側に、該環状シール面と同じ高さの凸面部が設けられていることを特徴としている。
 好ましい態様では、前記凸面部は、前記軸線方向に向けて延設される。
 他の好ましい態様では、前記凸面部は、少なくとも前記環状シール面の幅方向中央部に設けられる。
 他の好ましい態様では、前記凸面部は、少なくとも前記環状シール面の幅方向両側部に設けられる。
 他の好ましい態様では、前記凸面部は、前記環状シール面の幅方向全体にわたって設けられる。
 他の好ましい態様では、前記凸面部は、前記環状シール面の前記軸線方向端部に連続して設けられる。
 他の好ましい態様では、前記凸面部は、前記環状シール面の前記軸線方向端部から離れて設けられる。
 他の好ましい態様では、前記凸面部は、前記環状シール面の幅方向中央部から前記軸線方向に向けて設けられるとともに、前記環状シール面の幅方向両側部から前記軸線方向に向けて且つ前記環状シール面から離れて設けられる。
 他の好ましい態様では、前記環状シール面は、前記高圧側Uターン通路の開口周りの所定幅のみに形成される。
 他の好ましい態様では、前記軸線に対して垂直な方向で視て、前記高圧側スライド弁体における前記低圧側スライド弁体側の受圧面の外形が前記環状シール面の外形より大きく設定される。
 更に好ましい態様では、前記高圧側スライド弁体と前記低圧側スライド弁体との間に、環状のシール部材が配在され、前記シール部材の外形が前記環状シール面の外形より大きく設定される。
 別の好ましい態様では、前記高圧側スライド弁体は、筒状を有し、前記低圧側スライド弁体の一側面に、前記高圧側スライド弁体に摺動自在に内嵌される嵌合凸部が設けられ、前記高圧側スライド弁体に前記嵌合凸部が内嵌されることにより、前記高圧側スライド弁体の内周面と前記嵌合凸部の端面とによって前記高圧側Uターン通路が画成され、前記高圧側スライド弁体と前記低圧側スライド弁体とが、前記軸線方向に一体的に移動自在、かつ、前記軸線に対して垂直な方向に相互に摺動自在とされるとともに、前記低圧側スライド弁体の他側面に、前記低圧側Uターン通路が開設される。
 また、本発明に係る流路切換弁は、基本的には、主弁室を画成する筒状の主弁ハウジング、複数のポートが軸線方向に並んで開口せしめられた弁シート面を持つ主弁座、及び前記主弁室内に前記軸線方向に移動可能に配在されるとともに、前記弁シート面に摺動自在に対接せしめられたスライド式の主弁体を備え、前記主弁体に、前記複数のポート間を選択的に連通させるUターン通路が設けられるとともに、前記Uターン通路の開口周りに、前記弁シート面に対接する環状シール面が形成されており、前記主弁室内で前記主弁体を移動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされた流路切換弁であって、前記主弁体における前記環状シール面の前記軸線方向外側に、該環状シール面と同じ高さの凸面部が設けられていることを特徴としている。
 本発明に係る流路切換弁では、高圧側スライド弁体における環状シール面の軸線方向外側に、該環状シール面と同じ高さの凸面部が設けられるので、この凸面部によって、高圧側スライド弁体の環状シール面が主弁座の弁シート面に開口せしめられたポートを乗り越えやすくなり、ポートに対する高圧側スライド弁体の環状シール面の引っ掛かりを効果的に防止できるとともに、主弁座の弁シート面上での高圧側スライド弁体のがたつきを低減できるため、シール性、動作性、耐久性、安定性等を効果的に向上させることができる。
 また、前記凸面部は、少なくとも前記環状シール面の幅方向両側部に設けられるので、例えば高圧側スライド弁体が傾いた状態で主弁座の弁シート面上を摺動する場合でも、高圧側スライド弁体の環状シール面(の一方の側部)が主弁座の弁シート面に接触する前に、当該凸面部が主弁座の弁シート面に接触するため、耐久性を確実に向上させることができる。
 また、前記凸面部は、前記環状シール面の幅方向全体にわたって設けられるので、この凸面部によって、高圧側スライド弁体の環状シール面が主弁座の弁シート面に開口せしめられたポートをより確実に乗り越えやすくなり、ポートに対する高圧側スライド弁体の環状シール面の引っ掛かりをより効果的に防止できるとともに、主弁座の弁シート面上での高圧側スライド弁体のがたつきを更に低減することができる。
 また、前記凸面部は、前記環状シール面の軸線方向端部に連続して設けられるので、ポートに対する高圧側スライド弁体の環状シール面の引っ掛かりをより確実に防止できるとともに、主弁座の弁シート面上での高圧側スライド弁体のがたつきをより確実に低減することができる。
 また、前記凸面部は、前記環状シール面の軸線方向端部から離れて設けられるので、高圧側スライド弁体の環状シール面の圧力(面圧)分布を制御しやすくなり、シール性、動作性、耐久性、安定性等を効果的に向上できるとともに、環状シール面と凸面部との間に形成される溝は、異物排出通路として機能するため、環状シール面と弁シート面との間の異物溜まりを効果的に防止することもできる。
 上記した以外の、課題、構成、及び作用効果は、以下の実施形態により明らかにされる。
本発明に係る流路切換弁の第1実施形態の第1連通状態(冷房運転時)を示す縦断面図。 本発明に係る流路切換弁の第1実施形態の第2連通状態(暖房運転時)を示す縦断面図。 図1に示される流路切換弁の要部を拡大して示す要部拡大縦断面図。 図3のV-V矢視線に従う断面図。 図3のW-W矢視線に従う断面図。 図1のU-U矢視線に従う断面図。 本発明に係る流路切換弁の第1実施形態の主弁体及び連結体を示す斜視図。 本発明に係る流路切換弁に使用される四方パイロット弁の第1連通状態(冷房運転時)(通電OFF時)を拡大して示す縦断面図。 本発明に係る流路切換弁に使用される四方パイロット弁の第2連通状態(暖房運転時)(通電ON時)を拡大して示す縦断面図。 本発明に係る流路切換弁の第2実施形態の、図3のW-W矢視線に従って示す断面図。 本発明に係る流路切換弁の第3実施形態の、図3のW-W矢視線に従って示す断面図。 本発明に係る流路切換弁の第3実施形態の主弁体及び連結体を示す斜視図。 本発明に係る流路切換弁の第4実施形態の、図3のW-W矢視線に従って示す断面図。 本発明に係る流路切換弁の第4実施形態の主弁体及び連結体を示す斜視図。 本発明に係る流路切換弁の第5実施形態の、図3のW-W矢視線に従って示す断面図。 本発明に係る流路切換弁の第5実施形態の主弁体及び連結体を示す斜視図。
 以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
(第1実施形態)
 図1及び図2は、本発明に係る流路切換弁(六方切換弁)の第1実施形態を示す縦断面図であり、図1は、第1連通状態(冷房運転時)、図2は、第2連通状態(暖房運転時)を示す図である。
 なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際にヒートポンプ式冷暖房システム等に組み込まれた状態での位置、方向を指すとは限らない。
 また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。
 図示実施形態の流路切換弁1は、例えばヒートポンプ式冷暖房システムにおける六方切換弁として用いられるスライド式のもので、基本的に、シリンダ型の六方弁本体10と、パイロット弁としての単一の電磁式四方パイロット弁90とを備える。なお、本実施形態の流路切換弁1に備えられている6個のポートは、上記特許文献1、2に所載の六方切換弁の各ポートpA~pFに対応させて同一の符号が付されている。当該流路切換弁1を含むヒートポンプ式冷暖房システムの基本構成については、上記特許文献1、2等を参照されたい。
[六方弁本体10の構成]
 六方弁本体10は、真鍮あるいはステンレス等の金属製とされた筒状の主弁ハウジング11を有し、この主弁ハウジング11に、一端側(上端側)から順次、第1作動室31、第1ピストン21、主弁室12、第2ピストン22、及び第2作動室32が配在されている。前記第1及び第2ピストン21、22にはいずれにも、主弁ハウジング11を気密的に仕切るべく、主弁ハウジング11の内周面にその外周部が圧接するばね付きパッキンが取り付けられている。
 詳しくは、主弁ハウジング11は、比較的大径の胴体部11cを有し、この胴体部11cの上端開口部に気密的に取り付けられた厚肉円板状の上側連結蓋11dに設けられた中央穴に、(比較的小径の)パイプ部材からなる第1ピストン部11aがろう付け等により気密的に固着され、この第1ピストン部11aに前記第1ピストン21が配在されている。同様に、胴体部11cの下端開口部に気密的に取り付けられた厚肉円板状の下側連結蓋11eに設けられた中央穴に、(比較的小径の)パイプ部材からなる第2ピストン部11bがろう付け等により気密的に固着され、この第2ピストン部11bに前記第2ピストン22が配在されている。
 主弁ハウジング11(の第1ピストン部11a)の上端には、容量可変の第1作動室31を画成する薄肉円板状の上端側蓋部材11Aがろう付け等により気密的に固着されている。主弁ハウジング11(の第2ピストン部11b)の下端には、容量可変の第2作動室32を画成する薄肉円板状の下端側蓋部材11Bがろう付け等により気密的に固着されている。上端側蓋部材11A及び下端側蓋部材11B(の中央)には、第1作動室31及び第2作動室32に高圧流体(冷媒)を導入・排出するためのポートp11、p12がそれぞれ取り付けられている。
 前記主弁ハウジング11(の主弁室12)には、合計で6個のポートが設けられている。
 詳しくは、前記主弁室12の左部中央には、その表面(右面)が平坦な弁シート面とされた例えば金属製の第1主弁座(弁シート)13がろう付け等により主弁ハウジング11の胴体部11c(の内周)に気密的に固着されている。その第1主弁座13の弁シート面に、左方に向けて延びる管継手からなる3個のポート(上端側から順次、ポートpB、ポートpA、ポートpF)が縦並びで(軸線O方向に並んで)略等間隔に開口せしめられている。
 また、前記主弁室12の右部中央(第1主弁座13に対向する位置、言い換えれば、軸線Oに対して第1主弁座13の反対側の位置)には、その表面(左面)が平坦な弁シート面とされた例えば金属製の第2主弁座(弁シート)14がろう付け等により主弁ハウジング11の胴体部11c(の内周)に気密的に固着されている。その第2主弁座14の弁シート面に、右方に向けて延びる管継手からなる3個のポート(上端側から順次、ポートpC、ポートpD、ポートpE)が縦並びで(軸線O方向に並んで)略等間隔に開口せしめられている。
 第1主弁座13に設けられた各ポート(ポートpB、ポートpA、ポートpF)と第2主弁座14に設けられた各ポート(ポートpC、ポートpD、ポートpE)とは、対向する位置(軸線Oに対して反対側)に設定されるとともに、本例では、第1主弁座13及び第2主弁座14に設けられた各ポートpA~pFの口径は略同径に設定されている。
 前記主弁室12内、具体的には、主弁ハウジング11の胴体部11c内には、両側面(左面及び右面)が前記第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面にそれぞれ摺動自在に対接せしめられる、レーストラック形の環状シール面(後で詳述)を持つ断面矩形状のスライド式の主弁体15が軸線O方向(上下方向)に移動可能に配在されている。本例では、主弁体15の左右方向及び前後方向の寸法は、前記主弁ハウジング11の第1ピストン部11a及び第2ピストン部11bの外径と同等もしくはそれより若干大きくされている。
 前記主弁体15は、例えば合成樹脂製とされ、基本的に、第1主弁座13側(左側)の第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aと、第2主弁座14側(右側)の第2スライド弁体(低圧側スライド弁体)15Bとの2部品構成とされている。
 第1スライド弁体15Aは概略筒状を有し、その左端部(第2スライド弁体15B側とは反対側の端部)内周に、第1主弁座13の弁シート面に開口する3個のポートのうちの隣り合う2個のポート(ポートpBとポートpA、あるいは、ポートpAとポートpF)を選択的に連通させ得るような大きさの開口を画成する内鍔状部15aが(内側に向けて)突設されている。この内鍔状部15aの左端面(第1主弁座13側の端面)は、前記第1主弁座13の弁シート面に摺動自在に対接せしめられる前記環状シール面15sとされている。
 より詳しくは、本実施形態では、前記第1スライド弁体15A(の内鍔状部15a)の左面側(第1主弁座13側)に設けられた前記環状シール面15sは、後述する第1Uターン通路(高圧側Uターン通路)16Aの開口周りの所定幅(全周で略同一の幅)のみに形成されている(特に、図5~図7参照)。
 また、この環状シール面15sの上端部及び下端部(換言すれば、軸線O方向ないし移動方向の両端部)における幅方向(図示例では前後方向であって、軸線Oに対して垂直、かつ、第1及び第2主弁座13、14の弁シート面に対して平行な方向)中央部には、上下方向に向けて(軸線O方向に沿って)、該環状シール面15sと同じ高さかつ該環状シール面15s(の外形)より幅狭の略棒状の凸面部15tが連設(連続的に延設)されている(特に、図5~図7参照)。図示例では、略棒状の凸面部15tの幅は、第1Uターン通路16Aの開口周りに形成されたレーストラック形の環状シール面15sの幅(前記所定幅)と略同じとされている。
 これにより、第1スライド弁体15A(の環状シール面15s)と第1主弁座13(の弁シート面)との接触面積が小さくなり、第1主弁座13の弁シート面に対する第1スライド弁体15Aの左面の環状シール面15sの押し付け力(面圧)が高くなるとともに、流路切換えに当たって第1スライド弁体15Aが第1主弁座13の弁シート面上を摺動するとき、第1スライド弁体15Aの環状シール面15sが第1主弁座13の弁シート面に開口せしめられたポートに引っ掛かりにくくなっている。
 一方、第2スライド弁体15Bの右面側(第1スライド弁体15A側とは反対側)には、第2主弁座14の弁シート面に開口する3個のポートのうちの隣り合う2個のポート(ポートpCとポートpD、あるいは、ポートpDとポートpE)を選択的に連通させ得るような大きさの椀状窪みからなる第2Uターン通路(低圧側Uターン通路)16Bが開設されるとともに、第2スライド弁体15Bの左面(第1スライド弁体15A側の側面)には、前記筒状の第1スライド弁体15Aの内形とほぼ同じもしくはそれより若干小さい外形を持つ嵌合凸部15bが(左向きに)延設されている。
 前記第2スライド弁体15Bの嵌合凸部15bが前記筒状の第1スライド弁体15A(の右側部分)に(間に設けられた段差部分にOリング18を挟んで)摺動自在に内嵌されることにより、第1スライド弁体15Aの内周面と嵌合凸部15bの左端面とによって、第1主弁座13の弁シート面に開口する3個のポートのうちの隣り合う2個のポート(ポートpBとポートpA、あるいは、ポートpAとポートpF)を選択的に連通させ得る第1Uターン通路(高圧側Uターン通路)16Aが画成されるとともに、第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとは、左右方向(軸線Oに対して垂直な方向であって第1主弁座13に設けられた各ポート(ポートpB、ポートpA、ポートpF)と第2主弁座14に設けられた各ポート(ポートpC、ポートpD、ポートpE)とが対向する方向、つまり、第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に対して直交する方向)に相互に若干の移動自在、かつ、上下方向(軸線O方向)に一体的に移動自在とされている。
 すなわち、本実施形態において、前記主弁体15は、第1主弁座13の弁シート面に開口する3個のポートのうちの隣り合う2個のポートを選択的に連通させ得る第1Uターン通路16Aを有する第1スライド弁体15Aと第2主弁座14の弁シート面に開口する3個のポートのうちの隣り合う2個のポートを選択的に連通させ得る第2Uターン通路16Bを有する第2スライド弁体15Bとの一対で構成されるとともに、それら一対の第1及び第2スライド弁体15A、15Bが、それぞれの第1及び第2Uターン通路16A、16Bが反対向きに開口するように(換言すれば、第1及び第2主弁座13、14の弁シート面に対して直交する方向で)背中合わせの状態で配在されて構成されている。
 図示例では、第1スライド弁体15Aの右端側内周に形成された段差部(内周段差部)と第2スライド弁体15Bの嵌合凸部15bの外周に形成された段差部(外周段差部)との間に、環状のシール部材としてのOリング18が介装されている。なお、Oリング18に替えて、リップシール等のシール部材を用いてもよいことは勿論である。
 そのため、第1スライド弁体15Aの前記Oリング18より内側且つ第1主弁座13側の部分は、ポート(吐出側高圧ポート)pAから第1Uターン通路16Aを介して高圧流体(冷媒)が導入され、第1Uターン通路16Aと主弁室12とは、その間に配在された前記Oリング18によりシール(封止)されている。
 ここで、図1及び図2とともに図3~図5を参照すればよく分かるように、左右方向(軸線Oに対して垂直な方向)で視て、第1スライド弁体15Aにおける右面側(第2スライド弁体15B側であって背圧側)の受圧面積Scは左面側(第1主弁座13側)の受圧面積Saより大きくされる。
 より詳しくは、左右方向に対して垂直な平面に対する前記Oリング18より内側の投影面積であって、前記第1Uターン通路16A内に導入された高圧冷媒によって第1スライド弁体15A(の右面)が左方向の圧力を受ける面の投影面積(受圧面積Sc)が、左右方向に対して垂直な平面に対する前記第1主弁座13側の環状シール面15sの内縁の投影面積(つまり、ここでは内鍔状部15aの投影面積とほぼ同じ面積)であって、ポート(環状シール面15sの内側)を流れる高圧冷媒によって第1スライド弁体15A(の左面)が右方向の圧力を受ける面の投影面積(受圧面積Sa)より大きくされている。
 これにより、ポート(吐出側高圧ポート)pAを介して第1Uターン通路16Aに高圧冷媒が導入されたときに、第1Uターン通路16A(の高圧冷媒)から受ける圧力(より詳細には、第1Uターン通路16Aを流れる冷媒(高圧冷媒)から受ける圧力と第2Uターン通路16Bを流れる冷媒(低圧冷媒)から受ける圧力との差圧)によって、第2スライド弁体15Bの右面(の環状シール面)が第2主弁座14の弁シート面に押し付けられるとともに、第1スライド弁体15Aの右面側と左面側との受圧面積の差(Sc-Sa)に起因して当該第1スライド弁体15Aに作用する差圧によって、第1スライド弁体15Aの左面(の環状シール面15s)が第1主弁座13の弁シート面に押し付けられるようになっている。
 また、本実施形態では、上記構成に加えて、左右方向(軸線Oに対して垂直な方向)で視て、第1スライド弁体15Aにおける右面側(第2スライド弁体15B側であって背圧側)の受圧面積Scの外形(つまり、Oリング18の外形)が左面側(第1主弁座13側)の環状シール面15s及び凸面部15tの対接面積Sbの外形より(全周で)大きくされる。言い換えれば、第1スライド弁体15Aにおける右面側の受圧面積Scの外形(つまり、Oリング18の外形)が環状シール面15s及び凸面部15tより外側に設定されている。
 これにより、前述した第1主弁座13の弁シート面に対する第1スライド弁体15Aの左面(の環状シール面15s)の押し付け力(面圧)が、略均一となっている。
 なお、第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとの間、例えば、第1スライド弁体15Aの右面と第2スライド弁体15Bの嵌合凸部15bを形成する段差面(左向きの段丘面)との間に、第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとを相互に逆方向(引き離す方向)に付勢する付勢部材(リング状の板ばね、圧縮コイルばね等)を配置し、これによって、第1スライド弁体15Aの左面(の環状シール面)を第1主弁座13の弁シート面に圧接せしめる(押し付ける)とともに、第2スライド弁体15Bの右面(の環状シール面)を第2主弁座14の弁シート面に圧接せしめる(押し付ける)ようにしてもよい。
 前記主弁体15は、前述のように、第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとが一体となって軸線O方向に移動せしめられ、図1に示される如くの、ポートpFを開きかつポートpBとポートpAとを第1スライド弁体15Aの第1Uターン通路16Aを介して連通させるとともに、ポートpEを開きかつポートpCとポートpDとを第2スライド弁体15Bの第2Uターン通路16Bを介して連通させる冷房位置(上端位置)と、図2に示される如くの、ポートpBを開きかつポートpAとポートpFとを第1スライド弁体15Aの第1Uターン通路16Aを介して連通させるとともに、ポートpCを開きかつポートpDとポートpEとを第2スライド弁体15Bの第2Uターン通路16Bを介して連通させる暖房位置(下端位置)とを選択的にとり得るようにされている。
 主弁体15の第1スライド弁体15Aは、移動時以外は3個のポートのうちの2個のポート(ポートpBとポートpA、あるいは、ポートpAとポートpF)の真上に位置し、主弁体15の第2スライド弁体15Bは、移動時以外は3個のポートのうちの2個のポート(ポートpCとポートpD、あるいは、ポートpDとポートpE)の真上に位置し、このときは、主弁体15内(の第1Uターン通路16A)に導入された高圧冷媒からの圧力によりそれぞれ左右に押圧されて第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に圧接せしめられている。
 第1ピストン21と第2ピストン22とは、連結体25により一体移動可能に連結されており、この連結体25に、前記主弁体15の第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとが左右方向に若干の摺動自在かつ前後方向での移動はほぼ阻止された状態で嵌合せしめられて支持されている。
 前記連結体25は、本例では、例えばプレス成形等で作製された、同一寸法及び同一形状の一対の板材で構成されており、各板材が、左右方向(第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に対して直交する方向)に沿って(言い換えれば、弁シート面に対して直交する平面に平行となるように)配置されるとともに、それら一対の板材が、前後方向で対向配置されており、前記一対の板材の間に前記主弁体15が(前後方向で)挟持されている。なお、以下、主弁体15の前側に配置される板材を連結板25A、主弁体15の後側に配置される板材を連結板25Bと称する。
 より詳しくは、図1及び図2とともに図6、図7を参照すればよく分かるように、各連結板25A、25Bは、その中心から前後方向に延びる中心線(対称線)に対して対称な縦長矩形状(ここでは、上下全長に亘って同幅)の板材で構成されている。各連結板25A、25Bの(上下方向の)略中央には、前記主弁体15(の前側部分又は後側部分)を軸線O方向に一体的に移動自在に係合支持すべく、前記主弁体15の外周(前面及び上下面、又は、後面及び上下面)に沿う形状(つまり、断面略凹状)の支持板部25cが形成されている。
 各連結板25A、25Bにおける前記支持板部25cの上下には、第1ピストン21又は第2ピストン22まで延在する接続板部25aが連接されている。前記接続板部25aは、ここでは、折り曲げ等によってステップ状ないしクランク状に形成されており、支持板部25c側から、オフセット板部25aaと、対接板部25abとを有する。前側の連結板25Aにおける接続板部25aのオフセット板部25aaは、軸線Oより前側、特に、左右方向に視て第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に開口せしめられた6個のポートpA~pFを前側に避けた位置(言い換えれば、6個のポートpA~pFから前方にオフセットした位置)に配在される。後側の連結板25Bにおける接続板部25aのオフセット板部25aaは、軸線Oより後側、特に、左右方向に視て第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に開口せしめられた6個のポートpA~pFを後側に避けた位置(言い換えれば、6個のポートpA~pFから後方にオフセットした位置)に配在される。すなわち、本例では、左右方向に視て、一対の連結板25A、25Bにおける接続板部25aのオフセット板部25aa同士が第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に開口せしめられた各ポートpA~pFの口径より(前後方向で)離間して配置され、その一対の連結板25A、25Bにおける接続板部25aのオフセット板部25aa同士の間に各ポートpA~pF(より詳しくは、図1に示される冷房位置(上端位置)では下側に位置するポートpFとポートpE、図2に示される暖房位置(下端位置)では上側に位置するポートpBとポートpC)が位置せしめられることになる(特に、図6参照)。
 また、連結板25A、25Bにおける接続板部25aの対接板部25ab(第1ピストン21又は第2ピストン22に近接する部分であって、第1主弁座13及び第2主弁座14の弁シート面に開口せしめられた各ポートpA~pFとラップしない部分)は、反対側の(対向配置される)連結板25B、25Aにおける接続板部25aの対接板部25abに対接せしめられている。なお、後述する組立性等を考慮して、例えば、この対接板部25abに、対向配置される連結板25A、25Bを相互に位置合わせするため凹凸等(位置合わせ部)を設けてもよい。
 各連結板25A、25B(の接続板部25a)の上下の端部には、対向配置される連結板25B、25A側とは反対側(断面略凹状の支持板部25cが形成される方向)に向けて略90°折り曲げられて形成された取付脚部25bが設けられている。その取付脚部25bに、当該連結板25A、25Bを第1ピストン21又は第2ピストン22に連結するボルト30を挿通するためのねじ穴29が貫設されている。
 また、本例では、前記各連結板25A、25Bの接続板部25a(オフセット板部25aa+対接板部25ab)の上下方向(軸線O方向)の長さが、主弁ハウジング11の第1及び第2ピストン部11a、11bの長さより短くされている。これにより、主弁ハウジング11の上側連結蓋11d(における第1ピストン部11aの外周部分)が、連結体25(の各連結板25A、25B)における支持板部25c(の上端側角部)に当接して当該連結体25(つまり、連結体25に嵌合せしめられた主弁体15)の上方向への移動を阻止するストッパとされる。また、主弁ハウジング11の下側連結蓋11e(における第2ピストン部11bの外周部分)が、連結体25(の各連結板25A、25B)における支持板部25c(の下端側角部)に当接して当該連結体25(つまり、連結体25に嵌合せしめられた主弁体15)の下方向への移動を阻止するストッパとされる。
 言い換えれば、本例では、連結体25(の各連結板25A、25Bにおける支持板部25c)に、主弁ハウジング11の上側連結蓋11d又は下側連結蓋11eに当接して主弁体15の上下方向への移動規制を行うストッパ部25sが設けられている。
 前記のように、主弁体15の移動規制を行うストッパ部25sが連結体25に設けられることで、例えば、上端側蓋部材11A及び下端側蓋部材11Bが、第1ピストン21の上方向への移動及び第2ピストン22の下方向への移動を阻止するストッパを兼ねるものと比べて、第1及び第2ピストン21、22に加わる負荷を軽減できるとともに、主弁体15の位置規制のための第1及び第2ピストン21、22の構成部品並びに上端側及び下端側蓋部材11A、11B等の寸法精度を緩和できる。なお、前述のように、上端側蓋部材11A及び下端側蓋部材11Bが、第1ピストン21の上方向への移動及び第2ピストン22の下方向への移動(つまり、主弁体15の上下動)を阻止するストッパを兼ねてもよいことは勿論である。
 本例では、前記したように、各連結板25A、25Bは、同一寸法及び同一形状の板材で構成されているので、2枚の連結板25A、25Bを前後方向で対向して配置するとともに、双方の連結板25A、25Bの接続板部25aの対接板部25ab同士を当接させるようにして逆向きで(詳しくは、上下逆さまにして)組み合わせて配置し、ボルト30を介して各取付脚部25bを前記第1ピストン21又は第2ピストン22に固定する。そして、各連結板25A、25Bにおける支持板部25c同士の間(側面視略矩形状の空間)に前記主弁体15の第1スライド弁体15A及び第2スライド弁体15Bを(それぞれ左右方向から)配置することで、前記主弁体15の第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとが、左右方向に若干の摺動自在かつ前後方向での移動はほぼ阻止された状態で当該連結体25に嵌合せしめられる(特に、図7参照)。
 連結体25(の一対の連結板25A、25B)に嵌合されて支持された主弁体15は、第1及び第2ピストン21、22の往復移動に伴って前記連結体25の連結板25A、25Bにおける断面凹状の支持板部25cの上側部分又は下側部分(左右方向で幅広の矩形状平面)に押動されて(ここでは、主弁体15の第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bの上下面が押圧されて)冷房位置(上端位置)と暖房位置(下端位置)との間を行き来するようにされている。
 なお、本例では、前記連結体25が、同一寸法及び同一形状の一対の板材(連結板25A、25B)で構成される場合を例示しているが、例えば一枚の板材で前記連結体25を構成してもよいことは当然である。
[六方弁本体10の動作]
 次に、上記した如くの構成を有する六方弁本体10の動作を説明する。
 主弁ハウジング11内に配在された主弁体15が暖房位置(下端位置)(図2に示される如くの第2連通状態)にあるときにおいて、後述する四方パイロット弁90を介して、第2作動室32を吐出側高圧ポートであるポートpAに連通させるとともに、第1作動室31を吸入側低圧ポートであるポートpDに連通させると、第2作動室32に高圧の冷媒が導入されるとともに、第1作動室31から高圧の冷媒が排出される。そのため、主弁室12の他端側(下端側)の第2作動室32の圧力が主弁室12の一端側(上端側)の第1作動室31の圧力より高くなり、図1に示される如くに、第1、第2ピストン21、22及び主弁体15が上方に移動して連結体25(の各連結板25A、25Bにおける支持板部25c)のストッパ部25sが上側連結蓋11dに接当係止され、主弁体15が冷房位置(上端位置)(図1に示される如くの第1連通状態)をとる。
 これにより、ポートpAとポートpBとが(第1Uターン通路16Aを介して)連通せしめられ、ポートpCとポートpDとが(第2Uターン通路16Bを介して)連通せしめられ、ポートpEとポートpFとが(主弁室12を介して)連通せしめられるので、ヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、冷房運転が行われる。
 主弁体15が冷房位置(上端位置)(図1に示される如くの第1連通状態)にあるときにおいて、後述する四方パイロット弁90を介して、第1作動室31を吐出側高圧ポートであるポートpAに連通させるとともに、第2作動室32を吸入側低圧ポートであるポートpDに連通させると、第1作動室31に高圧の冷媒が導入されるとともに、第2作動室32から高圧の冷媒が排出される。そのため、主弁室12の一端側(上端側)の第1作動室31の圧力が主弁室12の他端側(下端側)の第2作動室32の圧力より高くなり、図2に示される如くに、第1、第2ピストン21、22及び主弁体15が下方に移動して連結体25(の各連結板25A、25Bにおける支持板部25c)のストッパ部25sが下側連結蓋11eに接当係止され、主弁体15が暖房位置(下端位置)(図2に示される如くの第2連通状態)をとる。
 これにより、ポートpAとポートpFとが(第1Uターン通路16Aを介して)連通せしめられ、ポートpEとポートpDとが(第2Uターン通路16Bを介して)連通せしめられ、ポートpCとポートpBとが(主弁室12を介して)連通せしめられるので、ヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、暖房運転が行われる。
[四方パイロット弁90の構成]
 パイロット弁としての四方パイロット弁90は、その構造自体はよく知られているもので、図8A、Bに拡大図示されている如くに、基端側(左端側)外周に電磁コイル91が外嵌固定された円筒状のストレートパイプからなる弁ケース92を有し、該弁ケース92に、基端側から順次、吸引子95、圧縮コイルばね96、プランジャ97が直列的に配在されている。
 弁ケース92の左端部は、吸引子95の鍔状部(外周段丘部)に溶接等により密封接合されており、吸引子95は、通電励磁用の電磁コイル91の外周を覆うカバーケース91Aにボルト92Bにより締結固定されている。
 一方、弁ケース92の右端開口部には、高圧冷媒を導入するための細管挿着口(高圧導入ポートa)を有するフィルタ付き蓋部材98が溶接、ろう付け、かしめ等により気密的に取着されており、蓋部材98とプランジャ97と弁ケース92とで囲まれる領域が弁室99となっている。弁室99には、蓋部材98の細管挿着口(高圧導入ポートa)に気密的に挿着された高圧細管#aを介して前記ポート(吐出側高圧ポート)pAから高圧の冷媒が導入されるようになっている。
 また、弁ケース92におけるプランジャ97と蓋部材98との間には、その内端面が平坦な弁シート面とされた弁座93がろう付け等により気密的に接合されている。この弁座93の弁シート面(内端面)には、先端側(右端側)から順次、前記した六方弁本体10の第1作動室31に細管#bを介して接続されるポートb、ポート(吸入側低圧ポート)pDに細管#cを介して接続されるポートc、第2作動室32に細管#dを介して接続されるポートdが弁ケース92の長手方向(左右方向)に沿って所定間隔をあけて横並びに開口せしめられている。
 吸引子95に対向配置されたプランジャ97は、基本的には円柱状とされ、弁ケース92内を軸方向(弁ケース92の中心線Lに沿う方向)に摺動自在に配在されている。そのプランジャ97の吸引子95側とは反対側の端部には、弁体94をその自由端側で厚み方向に摺動可能に保持する弁体ホルダ94Aがその基端部を取付具94Bと共に圧入、かしめ等により取付固定されている。この弁体ホルダ94Aには、弁体94を弁座93に押し付ける方向(厚み方向)に付勢する板ばね94Cが取り付けられている。弁体94は、弁座93の弁シート面に開口するポートb、c、d間の連通状態を切り換えるべく、当該弁座93の弁シート面に対接せしめられた状態で、弁座93の弁シート面をプランジャ97の左右方向の移動に伴って摺動するようになっている。
 また、弁体94には、弁座93の弁シート面に開口する3個のポートb~dのうちの隣り合うポートb-c間、c-d間を選択的に連通させ得るような大きさの凹部94aが設けられている。
 また、圧縮コイルばね96は、吸引子95とプランジャ97との間に縮装されてプランジャ97を吸引子95から引き離す方向(図では、右方)に付勢するようになっているが、本例では、弁座93(の左端部)が、プランジャ97の右方への移動を阻止するストッパとされている。なお、このストッパの構成としては、その他の構成を採用し得ることは言うまでも無い。
 なお、上記四方パイロット弁90は、取付具92Aを介して六方弁本体10の背面側等の適宜の箇所に取付けられる。また、上記四方パイロット弁90では、吸入側低圧ポートであるポートpDに細管#cを接続しているが、中圧冷媒が流されるポートpCに細管#cを接続してもよい。
[四方パイロット弁90の動作]
 上記した如くの構成とされた四方パイロット弁90においては、電磁コイル91への通電OFF時には、図1及び図8Aに示される如くに、プランジャ97は圧縮コイルばね96の付勢力により、その右端が弁座93に接当する位置まで押し動かされている。この状態では、弁体94がポートbとポートc上に位置し、その凹部94aによりポートbとポートcが連通するとともに、ポートdと弁室99とが連通する。そのため、ポート(吐出側高圧ポート)pAに流入する高圧流体が高圧細管#a→弁室99→ポートd→細管#d→ポートp12を介して第2作動室32に導入されるとともに、第1作動室31の高圧流体がポートp11→細管#b→ポートb→凹部94a→ポートc→細管#c→ポート(吸入側低圧ポート)pDへと流れて排出される。
 それに対し、電磁コイル91への通電をONにすると、図2及び図8Bに示される如くに、プランジャ97は吸引子95の吸引力により、その左端が吸引子95に接当する位置まで(圧縮コイルばね96の付勢力に抗して)引き寄せられる。このときには、弁体94がポートcとポートd上に位置し、その凹部94aによりポートcとポートdが連通するとともに、ポートbと弁室99とが連通する。そのため、ポート(吐出側高圧ポート)pAに流入する高圧流体が高圧細管#a→弁室99→ポートb→細管#b→ポートp11を介して第1作動室31に導入されるとともに、第2作動室32の高圧流体がポートp12→細管#d→ポートd→凹部94a→ポートc→細管#c→ポート(吸入側低圧ポート)pDへと流れて排出される。
 したがって、電磁コイル91への通電をOFFにすると、六方弁本体10の主弁体15が暖房位置(第2連通状態)から冷房位置(第1連通状態)に移行し、前記した如くの流路切換が行われる一方、電磁コイル91への通電をONにすると、六方弁本体10の主弁体15が冷房位置(第1連通状態)から暖房位置(第2連通状態)に移行し、前記した如くの流路切換が行われる。
 このように、本実施形態の六方切換弁1では、電磁式四方パイロット弁90への通電をON/OFFで切り換えることで、六方切換弁1内を流通する高圧流体(高圧部分であるポートpAを流れる流体)と低圧流体(低圧部分であるポートpDを流れる流体)との差圧を利用して六方弁本体10を構成する主弁体15を主弁室12内で移動させることにより、主弁ハウジング11に合計で6個設けられたポート間の連通状態が切り換えられ、ヒートポンプ式冷暖房システムにおいて、暖房運転から冷房運転への切り換え、及び、冷房運転から暖房運転への切り換えを行うことができる。
[流路切換弁1の作用効果]
 以上の説明から理解されるように、本実施形態の流路切換弁(六方切換弁)1においては、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aにおける環状シール面15sの軸線O方向外側に、該環状シール面15sと同じ高さの凸面部15tが設けられるので、この凸面部15tによって、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15sが第1主弁座13の弁シート面に開口せしめられたポートを乗り越えやすくなり、ポートに対する第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15sの引っ掛かりを効果的に防止できるとともに、第1主弁座13の弁シート面上での第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aのがたつきを低減できるため、シール性、動作性、耐久性、安定性等を効果的に向上させることができる。
 また、本実施形態においては、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた環状シール面15sは、第1Uターン通路16Aの開口周りの所定幅のみに形成されるので、第1スライド弁体15A(の環状シール面15s)と第1主弁座13(の弁シート面)との接触面積が小さくなり、第1主弁座13(の弁シート面)に対する第1スライド弁体15A(の環状シール面15s)の押し付け力(面圧)が高くなり、シール性を更に向上させることができる。また、第1スライド弁体15Aにおける右面側の受圧面積Scも減らすことができるため、小型化を図ることができるとともに、他の組立部品の配置自由度を高めることもできる。
 また、本実施形態においては、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた前記凸面部15tは、環状シール面15sの軸線O方向端部に連続して設けられるので、ポートに対する第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15sの引っ掛かりをより確実に防止できるとともに、第1主弁座13の弁シート面上での第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aのがたつきをより確実に低減することができる。
 さらに、本実施形態においては、左右方向(軸線Oに対して垂直な方向)で視て、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aにおける第2スライド弁体(低圧側スライド弁体)15B側(背圧側)の受圧面(受圧面積Sc)の外形(つまり、Oリング18の外形)が第1スライド弁体15Aにおける環状シール面15s(の対接面積Sb)の外形より大きく設定される(詳細には、環状シール面15sに連接された凸面部15tの全体が、右面側の受圧面積Scの内側に位置するように設けられる)ので、第1主弁座13の弁シート面との第1スライド弁体15Aの接触面(環状シール面15s)の圧力分布が略均一となるため、良好なシール性、動作性、安定性を確保でき、弁漏れを効果的に抑えることができる。
(第2実施形態)
 図9は、本発明に係る流路切換弁(六方切換弁)の第2実施形態を示している。
 図示第2実施形態の流路切換弁2は、上記した第1実施形態の流路切換弁1と、主弁体以外の構成はほぼ同じである。そのため、第1実施形態の流路切換弁1の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体周りの相違点を中心に説明する。
 図示実施形態の流路切換弁2において、左右方向(軸線Oに対して垂直な方向)で視て、第1スライド弁体15Aにおける右面側の受圧面積Scの外形(つまり、Oリング18の外形)がレーストラック形とされ、その受圧面積Scの外形の一部が左面側の凸面部15tの先端部分より小さくされる。言い換えれば、環状シール面15sに連接された凸面部15tの根元部分(環状シール面15sに隣接する部分)が、右面側の受圧面積Scの内側に位置するとともに、凸面部15tの先端部分(環状シール面15sから離間する部分)が、右面側の受圧面積Scの外側に位置するように設けられている。
 例えば、上記した第1実施形態の流路切換弁1においては、第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとの間(摺動面隙間)に配在されるシール部材としてのOリング18が異形となり、金型設計や組立作業の難易度が高くなる。また、上下方向に延びる棒状の凸面部15tの先端部分は、圧力分布が小さいもしくはほとんど発生しない領域となる。
 本第2実施形態の流路切換弁(六方切換弁)2においては、上記構成を採用することにより、上記第1実施形態の流路切換弁1と同様の作用効果が得られることに加えて、第1スライド弁体15Aと第2スライド弁体15Bとの間(摺動面隙間)に配在されるOリング18の形状を簡素化できるとともに、圧力分布がある環状シール面15s及び凸面部15tの根元部分を効果的に第1主弁座13の弁シート面に押し付けられるため、シール性等を更に向上させることができる。
(第3実施形態)
 図10、図11は、本発明に係る流路切換弁(六方切換弁)の第3実施形態を示している。
 図示第3実施形態の流路切換弁3は、上記した第2実施形態の流路切換弁2と、主弁体以外の構成はほぼ同じである。そのため、第2実施形態の流路切換弁2の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体周りの相違点を中心に説明する。
 図示実施形態の流路切換弁3において、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた環状シール面15sの上側及び下側には、当該環状シール面15s(の軸線O方向端部)から離れて(つまり、所定の間隙をあけて)、該環状シール面15sと同じ高さかつ該環状シール面15s(の外形)と略同幅の比較的面積の広い凸面部15tが設けられている。
 本第3実施形態の流路切換弁(六方切換弁)3においては、上記構成を採用することにより、上記第2実施形態の流路切換弁2と同様の作用効果が得られることに加えて、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた前記凸面部15tは、環状シール面15sの軸線O方向端部から離れて設けられるので、圧力分布はなく、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15sの圧力(面圧)分布を制御しやすくなり、シール性、動作性、耐久性、安定性等を効果的に向上できるとともに、環状シール面15sと凸面部15tとの間に形成される溝は、異物排出通路として機能するため、環状シール面15sと弁シート面との間の異物溜まりを効果的に防止することもできる。
 また、本第3実施形態においては、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた前記凸面部15tは、環状シール面15s(の外形)の幅方向全体にわたって設けられるので、この凸面部15tによって、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15sが第1主弁座13の弁シート面に開口せしめられたポートをより確実に乗り越えやすくなり、ポートに対する第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15sの引っ掛かりをより効果的に防止できるとともに、第1主弁座13の弁シート面上での第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aのがたつきを更に低減することができる。
(第4実施形態)
 図12、図13は、本発明に係る流路切換弁(六方切換弁)の第4実施形態を示している。
 図示第4実施形態の流路切換弁4は、上記した第3実施形態の流路切換弁3と、主弁体以外の構成はほぼ同じである。そのため、第3実施形態の流路切換弁3の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体周りの相違点を中心に説明する。
 図示実施形態の流路切換弁4において、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた環状シール面15sの上側及び下側における幅方向両側部には、当該環状シール面15s(の軸線O方向端部)から離れて(つまり、所定の間隙をあけて)、かつ、上下方向に向けて(軸線O方向に沿って)、該環状シール面15sと同じ高さかつ該環状シール面15s(の外形)より幅狭の(合計で4本の)略棒状の凸面部15tが設けられている。図示例では、各凸面部15tの幅は、第1Uターン通路16Aの開口周りに形成されたレーストラック形の環状シール面15sの幅(前記所定幅)と略同じとされている。
 本第4実施形態の流路切換弁(六方切換弁)4においては、上記構成を採用することにより、上記第3実施形態の流路切換弁3と同様の作用効果が得られることに加えて、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた前記凸面部15tは、少なくとも環状シール面15sの幅方向両側部に設けられるので、例えば第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aが傾いた状態で第1主弁座13の弁シート面上を摺動する場合でも、第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)15Aの環状シール面15s(の一方の側部)が第1主弁座13の弁シート面に接触する前に、当該凸面部15tが第1主弁座13の弁シート面に接触するため、耐久性を確実に向上させることができる。
 また、本第4実施形態においては、例えば上記第3実施形態と比べて、第1スライド弁体15Aの凸面部15tと第1主弁座13の弁シート面との接触面積が小さくなり、第1主弁座13の弁シート面に対する第1スライド弁体15Aの押し付け力(面圧)が高くなり、シール性を更に向上させることができる。
(第5実施形態)
 図14、図15は、本発明に係る流路切換弁(六方切換弁)の第5実施形態を示している。
 図示第5実施形態の流路切換弁5は、例えば上記した第4実施形態の流路切換弁4と、主弁体以外の構成はほぼ同じである。そのため、第4実施形態の流路切換弁4の各部に対応する部分並びに同様の機能を有する部分には共通の符号を付して重複説明を省略し、以下においては、主弁体周りの相違点を中心に説明する。
 図示実施形態の流路切換弁5において、第1スライド弁体15Aの左面側(第1主弁座13側)に設けられた環状シール面15sの上端部及び下端部における幅方向中央部には、上下方向に向けて(軸線O方向に沿って)、該環状シール面15sと同じ高さかつ該環状シール面15s(の外形)より幅狭の(合計で2本の)略棒状の凸面部15tが連設されるとともに、その環状シール面15sの上側及び下側における幅方向両側部には、当該環状シール面15s(の軸線O方向端部)から離れて(つまり、所定の間隙をあけて)、かつ、上下方向に向けて(軸線O方向に沿って)、該環状シール面15sと同じ高さかつ該環状シール面15s(の外形)より幅狭の(合計で4本の)略棒状の凸面部15tが設けられている。
 すなわち、本実施形態の流路切換弁5(における凸面部15t)は、上記第1実施形態の流路切換弁1もしくは第2実施形態の流路切換弁2(における凸面部15t)と上記第4実施形態の流路切換弁4(における凸面部15t)とを組み合わせた構成を有している。
 本第5実施形態の流路切換弁(六方切換弁)5においては、上記構成を採用することにより、上記第1実施形態の流路切換弁1もしくは第2実施形態の流路切換弁2と上記第4実施形態の流路切換弁4との両方の作用効果が得られることは当然である。
 なお、上記実施形態の流路切換弁1~5では、四方パイロット弁90を用いて主弁室12内で主弁体15を駆動する構成について説明したが、例えば四方パイロット弁90に代えてモータを用いて主弁室12内で主弁体15を駆動する構成でも良い。
 また、上記実施形態の流路切換弁1~5では、ヒートポンプ式冷暖房システムにおける六方切換弁を例示して説明したが、主弁ハウジング11(の主弁室12)に設けられるポートの数や位置、主弁ハウジング11の構成や形状、主弁ハウジング11(の主弁室12)内に配在される主弁体15や連結体25の構成や形状等は、図示例に限られないことは勿論であり、六方切換弁以外の多方切換弁にも適用できることは詳述するまでも無い。
 また、本実施形態の流路切換弁1~5は、ヒートポンプ式冷暖房システムのみならず、他のシステム、装置、機器類にも組み込めることは勿論である。
 1  流路切換弁(六方切換弁)(第1実施形態)
 2  流路切換弁(六方切換弁)(第2実施形態)
 3  流路切換弁(六方切換弁)(第3実施形態)
 4  流路切換弁(六方切換弁)(第4実施形態)
 5  流路切換弁(六方切換弁)(第5実施形態)
10  六方弁本体
11  主弁ハウジング
11A 上端側蓋部材
11B 下端側蓋部材
11a 第1ピストン部
11b 第2ピストン部
11c 胴体部
12  主弁室
13  第1主弁座(弁シート)
14  第2主弁座(弁シート)
15  主弁体
15A 第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)
15B 第2スライド弁体(低圧側スライド弁体)
15a 第1スライド弁体の内鍔状部
15b 第2スライド弁体の嵌合凸部
15s 第1スライド弁体(高圧側スライド弁体)の環状シール面
15t 凸面部
16A 第1Uターン通路(高圧側Uターン通路)
16B 第2Uターン通路(低圧側Uターン通路)
18  Oリング(環状のシール部材)
21  第1ピストン
22  第2ピストン
25  連結体
25A、25B 一対の連結板
31  第1作動室
32  第2作動室
90  四方パイロット弁
pA、pB、pC、pD、pE、pF ポート

Claims (13)

  1.  主弁室を画成する主弁ハウジングと、
     前記主弁室内に配在され、複数のポートが開口せしめられた弁シート面を有する第1主弁座と、
     前記主弁室の軸線に対して前記第1主弁座の反対側の前記主弁室内に配在され、複数のポートが開口せしめられた弁シート面を有する第2主弁座と、
     相対的に高圧の流体が導入される高圧側Uターン通路を有するとともに前記第1主弁座の前記弁シート面に摺動自在な高圧側スライド弁体、及び、相対的に低圧の流体が導入される低圧側Uターン通路を有するとともに前記第2主弁座の前記弁シート面に摺動自在な低圧側スライド弁体の一対のスライド弁体を有して構成され、前記主弁室内に前記軸線方向に移動可能に配在された主弁体と、を備え、
     前記一対のスライド弁体は、前記軸線方向に一体的に移動自在、かつ、前記軸線に対して垂直な方向に相互に摺動自在とされており、
     前記主弁室内で前記主弁体を移動させることにより、前記第1主弁座及び前記第2主弁座のそれぞれの前記複数のポート間の連通が切り換えられるようにされた流路切換弁であって、
     前記一対のスライド弁体は、前記高圧側スライド弁体における前記高圧側Uターン通路の開口周りに、前記弁シート面に対接する環状シール面が形成されており、
     前記高圧側スライド弁体における前記環状シール面の前記軸線方向外側に、該環状シール面と同じ高さの凸面部が設けられていることを特徴とする流路切換弁。
  2.  前記凸面部は、前記軸線方向に向けて延設されていることを特徴とする請求項1に記載の流路切換弁。
  3.  前記凸面部は、少なくとも前記環状シール面の幅方向中央部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の流路切換弁。
  4.  前記凸面部は、少なくとも前記環状シール面の幅方向両側部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の流路切換弁。
  5.  前記凸面部は、前記環状シール面の幅方向全体にわたって設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の流路切換弁。
  6.  前記凸面部は、前記環状シール面の前記軸線方向端部に連続して設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の流路切換弁。
  7.  前記凸面部は、前記環状シール面の前記軸線方向端部から離れて設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の流路切換弁。
  8.  前記凸面部は、前記環状シール面の幅方向中央部から前記軸線方向に向けて設けられるとともに、前記環状シール面の幅方向両側部から前記軸線方向に向けて且つ前記環状シール面から離れて設けられていることを特徴とする請求項1に記載の流路切換弁。
  9.  前記環状シール面は、前記高圧側Uターン通路の開口周りの所定幅のみに形成されていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の流路切換弁。
  10.  前記軸線に対して垂直な方向で視て、前記高圧側スライド弁体における前記低圧側スライド弁体側の受圧面の外形が前記環状シール面の外形より大きく設定されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の流路切換弁。
  11.  前記高圧側スライド弁体と前記低圧側スライド弁体との間に、環状のシール部材が配在され、前記シール部材の外形が前記環状シール面の外形より大きく設定されていることを特徴とする請求項10に記載の流路切換弁。
  12.  前記高圧側スライド弁体は、筒状を有し、前記低圧側スライド弁体の一側面に、前記高圧側スライド弁体に摺動自在に内嵌される嵌合凸部が設けられ、前記高圧側スライド弁体に前記嵌合凸部が内嵌されることにより、前記高圧側スライド弁体の内周面と前記嵌合凸部の端面とによって前記高圧側Uターン通路が画成され、前記高圧側スライド弁体と前記低圧側スライド弁体とが、前記軸線方向に一体的に移動自在、かつ、前記軸線に対して垂直な方向に相互に摺動自在とされるとともに、前記低圧側スライド弁体の他側面に、前記低圧側Uターン通路が開設されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の流路切換弁。
  13.  主弁室を画成する筒状の主弁ハウジング、複数のポートが軸線方向に並んで開口せしめられた弁シート面を持つ主弁座、及び前記主弁室内に前記軸線方向に移動可能に配在されるとともに、前記弁シート面に摺動自在に対接せしめられたスライド式の主弁体を備え、
     前記主弁体に、前記複数のポート間を選択的に連通させるUターン通路が設けられるとともに、前記Uターン通路の開口周りに、前記弁シート面に対接する環状シール面が形成されており、
     前記主弁室内で前記主弁体を移動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされた流路切換弁であって、
     前記主弁体における前記環状シール面の前記軸線方向外側に、該環状シール面と同じ高さの凸面部が設けられていることを特徴とする流路切換弁。
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