JP2002022041A - Four way valve - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、四方弁に関し、
特に、空気調和装置用の冷媒配管の接続を切り換える四
方弁に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a four-way valve,
In particular, the present invention relates to a four-way valve for switching connection of a refrigerant pipe for an air conditioner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】空気調和装置用の冷媒配管の接続（冷媒
回路切替）を、冷房時と暖房時とで逆転的に切り換える
流路切換弁として四方弁が知られており、この種の四方
弁としては、特開平１１−４４３６９号公報に示されて
いるような構造のものがある。2. Description of the Related Art A four-way valve is known as a flow path switching valve for switching the connection (refrigerant circuit switching) of a refrigerant pipe for an air conditioner between a cooling operation and a heating operation in a reverse manner. For example, there is a structure as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-44369.
【０００３】この四方弁は、弁ハウジングと、前記弁ハ
ウジング内に設けられて電動機により回転駆動されるカ
ップリング部材（上側カム）と、前記弁ハウジング内に
回転可能に設けらた弁体とを有している。This four-way valve includes a valve housing, a coupling member (upper cam) provided in the valve housing and driven to rotate by an electric motor, and a valve body rotatably provided in the valve housing. Have.
【０００４】弁ハウジングには一つの弁座面に第１のポ
ートと第２のポートと第３のポートと第４のポートとが
開口している。弁体は、弁座面に対して垂直な軸線周り
に第１のストッパと当接する位置と第２のストッパと当
接する位置との間にのみ回転可能に設けられ、第１のス
トッパに当接することにより、それ以上の反時計廻り方
向の回転を規制されて第１のポートと第２のポートとを
連通接続すると共に第３のポートと第４のポートとを連
通接続する第１の切換位置を確立し、第２のストッパに
当接することにより、それ以上の時計廻り方向の回転を
規制されて第１のポートと第４のポートとを連通接続す
ると共に第２のポートと第３のポートとを連通接続する
第２の切換位置を確立する。[0004] A first port, a second port, a third port, and a fourth port are opened on one valve seat surface of the valve housing. The valve body is rotatably provided only between a position in contact with the first stopper and a position in contact with the second stopper around an axis perpendicular to the valve seat surface, and contacts the first stopper. Thereby, further rotation in the counterclockwise direction is restricted, and the first switching position for connecting the first port to the second port and for connecting the third port to the fourth port. And by contacting the second stopper, further rotation in the clockwise direction is restricted, and the first port and the fourth port are connected and connected, and the second port and the third port are connected. Is established in communication with the second switching position.
【０００５】カップリング部材は、弁体と同一の中心軸
線周りに回転可能に設けられ、電動機によって回転駆動
されて弁体に回転を伝達し、弁体が第１のストッパある
いは第２のストッパに当接している状態では弁体に対し
て相対的に回転変位する。[0005] The coupling member is rotatably provided around the same central axis as the valve body, is rotationally driven by an electric motor to transmit rotation to the valve body, and the valve body is connected to the first stopper or the second stopper. In the abutting state, it is rotationally displaced relatively to the valve body.
【０００６】弁ハウジング内にはカップリング部材を弁
体に対して押し付けるばねが設けられ、カップリング部
材は弁体に対する相対変位により端面カム式に軸線方向
に変位してばねの圧縮変形させ、弁体が弁座面に摺接す
る面部に前記第１〜第４のポートの各ポート間を気密に
区切るゴム状弾性体製のシール部材が設けられている。A spring for pressing the coupling member against the valve body is provided in the valve housing, and the coupling member is axially displaced in an end-cam type by a relative displacement with respect to the valve body to compressively deform the spring, so that the valve is compressed. A sealing member made of a rubber-like elastic material is provided on a surface portion where the body slides on the valve seat surface to partition airtightly between the first to fourth ports.
【０００７】上述の構成による四方弁では、弁体が第１
のストッパあるいは第２のストッパに当接し、カップリ
ング部材が弁体に対して相対変位することにより、ばね
が圧縮変形すると、それのばね力によって弁体がシール
部材を介して弁座面に押し付けられる押圧力が増し、弁
体切換移動に必要な駆動力の低減、シール部材の摩耗低
減と確実なシール性とを両立することができる。In the four-way valve having the above-described structure, the valve element is the first valve.
When the spring is compressed and deformed by the relative displacement of the coupling member with respect to the valve body, the valve body is pressed against the valve seat surface via the seal member by the spring force of the spring. As a result, the driving force required for the valve body switching movement can be reduced, the wear of the seal member can be reduced, and the sealing performance can be achieved at the same time.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
従来の四方弁では、摺動面部、すなわち、運動部分にゴ
ム状弾性体製のシール部材が設けられているから、シー
ル部材の摩耗が低減しても、長期間に使用においてシー
ル部材が摩耗することを避けることはできず、また、シ
ール部材の固着による動作不良を完全に回避することは
できず、メンテナンスフリーにはならない。However, in the conventional four-way valve as described above, since the sliding member, that is, the moving portion, is provided with the sealing member made of rubber-like elastic material, the abrasion of the sealing member is reduced. Even if the amount is reduced, wear of the seal member during use for a long period of time cannot be avoided, and operation failure due to sticking of the seal member cannot be completely avoided.
【０００９】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、運動部分におけるゴム状弾性体製
のシール部材の設置を廃止し、シール部材の摩耗を完全
に回避でき、シール部材の固着による動作不良の虞れも
ないメンテナンスフリーの四方弁を提供することを目的
としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and eliminates the need to install a rubber-like elastic seal member in a moving portion, thereby completely avoiding wear of the seal member. An object of the present invention is to provide a maintenance-free four-way valve that does not have a risk of malfunction due to sticking of a member.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１に発明による四方弁は、弁ハウジングの
一つの平面に第１のポートと第２のポートと第３のポー
トと第４のポートとが開口しており、前記平面に対して
垂直な軸線周りに弁体が第１のストッパと当接する位置
と第２のストッパと当接する位置との間にのみ回転可能
に設けられており、前記弁体は、前記第１のストッパに
当接することによりそれ以上の反時計廻り方向の回転を
規制されて前記第１のポートと前記第２のポートとを連
通接続すると共に前記第３のポートと前記第４のポート
とを連通接続する第１の切換位置を確立し、前記第２の
ストッパに当接することによりそれ以上の時計廻り方向
の回転を規制されて前記第１のポートと前記第４のポー
トとを連通接続すると共に前記第２のポートと前記第３
のポートとを連通接続する第２の切換位置を確立し、前
記弁ハウジングの前記平面と前記弁体の間には、前記平
面に対して垂直な軸線方向に変位可能な態様で前記弁体
と摺接し、前記第１〜第４のポートの各弁座をなす弁座
板が設けられ、前記弁座板と前記弁ハウジングとの間に
は前記第１〜第４のポートの各ポート間を気密に区切
り、前記弁座板を前記弁ハウジングの前記平面より弾性
的にフローティング支持するゴム状弾性体製のシール部
材が設けられ、前記弁体と同一の中心軸線周りにカップ
リング部材が回転可能に設けられ、当該カップリング部
材は、アクチュエータにより回転駆動されて前記第１の
切換位置と前記第２の切換位置との間において前記弁体
に回転を伝達し、前記弁体が前記第１のストッパあるい
は前記第２のストッパに当接している状態では前記弁体
に対して相対的に回転変位し、更に、前記カップリング
部材を前記弁体に対して押し付けるばねが設けられ、前
記カップリング部材は前記弁体に対する相対回転変位に
より端面カム式に軸線方向に変位して前記ばねの圧縮変
形させるものである。To achieve the above object, a four-way valve according to the present invention comprises a first port, a second port, and a third port in one plane of a valve housing. A fourth port is open, and the valve body is rotatably provided only between a position where the valve body contacts the first stopper and a position where the valve body contacts the second stopper around an axis perpendicular to the plane. The valve body abuts against the first stopper, whereby further rotation in the counterclockwise direction is regulated, and the first port and the second port are connected and communicated. A first switching position for establishing a communication connection between a third port and the fourth port is established, and by contacting the second stopper, further rotation in the clockwise direction is restricted, and the first switching position is restricted. Communicatively connects the port and the fourth port Wherein said second port with the third
A second switching position for communication connection with the port of the valve housing, between the plane of the valve housing and the valve body, the valve body in a manner displaceable in an axial direction perpendicular to the plane. A valve seat plate that slides and forms each valve seat of the first to fourth ports is provided, and a space between the first to fourth ports is provided between the valve seat plate and the valve housing. A seal member made of a rubber-like elastic material is provided for airtightly separating and floatingly supporting the valve seat plate more elastically than the flat surface of the valve housing, and the coupling member is rotatable around the same central axis as the valve body. The coupling member is rotatably driven by an actuator to transmit rotation to the valve body between the first switching position and the second switching position, and the valve body is provided with the first valve. Stopper or second stop A spring that presses the coupling member against the valve element is provided, and the coupling member rotates relative to the valve element. The spring is displaced in the axial direction by the end face cam type by the displacement to compress and deform the spring.
【００１１】また、請求項２に発明による四方弁は、前
記弁体が非ゴム状弾性の合成樹脂により構成され、前記
弁座板が金属板により構成されているものである。In the four-way valve according to the present invention, the valve body is made of a non-rubber-like elastic synthetic resin, and the valve seat plate is made of a metal plate.
【００１２】請求項３に発明による四方弁は、更に、前
記弁体の前記弁座板との摺接面に凹溝が形成されている
ものである。According to a third aspect of the present invention, the four-way valve further has a concave groove formed in a sliding contact surface of the valve body with the valve seat plate.
【００１３】請求項４に発明による四方弁は、更に、前
記弁体が前記弁座板と摺接する側と反対の側に圧力室が
設けられ、当該圧力室に前記第１〜第４のポートの何れ
かのポートの流体圧が導入されるものである。In the four-way valve according to the invention, a pressure chamber is further provided on a side opposite to a side where the valve body slides on the valve seat plate, and the first to fourth ports are provided in the pressure chamber. The fluid pressure of any of the ports is introduced.
【００１４】請求項１に記載の発明による四方弁によれ
ば、弁ハウジングのポート開口の平面と弁体の間に弁座
板が設けられ、弁座板が弁ハウジングとの間に設けられ
たゴム状弾性体製のシール部材により弁ハウジングのポ
ート開口の平面より弾性的にフローティング支持され、
シール部材によって第１〜第４のポートの各ポート間の
気密シールが行われ、シール部材の弾性変形によって弁
座板と弁体との密着度が向上する。この構造により、弁
体との摺接部分、すなわち、運動部分におけるゴム状弾
性体製のシール部材の設置が廃止されることになる。According to the four-way valve according to the first aspect of the present invention, the valve seat plate is provided between the plane of the port opening of the valve housing and the valve body, and the valve seat plate is provided between the valve housing and the valve housing. The sealing member made of rubber-like elastic material is elastically floating supported from the plane of the port opening of the valve housing,
Airtight sealing between the first to fourth ports is performed by the seal member, and the degree of close contact between the valve seat plate and the valve body is improved by elastic deformation of the seal member. With this structure, the installation of the rubber-like elastic seal member at the sliding contact portion with the valve body, that is, at the moving portion is eliminated.
【００１５】請求項２に記載の発明による四方弁によれ
ば、非ゴム状弾性の合成樹脂により構成された弁体が金
属板により構成された弁座板と摺接する。According to the four-way valve according to the second aspect of the invention, the valve body made of a non-rubber-like elastic synthetic resin comes into sliding contact with the valve seat plate made of a metal plate.
【００１６】請求項３に発明による四方弁によれば、弁
体の弁座板との摺接面に凹溝が形成され、弁体の弁座板
との摺接面積が低減して弁体の弁座板に対する面圧が高
まる。According to the four-way valve according to the third aspect of the present invention, a concave groove is formed in the sliding surface of the valve body in contact with the valve seat plate, and the sliding contact area of the valve body with the valve seat plate is reduced. Surface pressure on the valve seat plate increases.
【００１７】請求項４に発明による四方弁によれば、弁
体が前記弁座板と摺接する側と反対の側に設けられた圧
力室に流体圧が導入されることにより、その流体圧によ
って弁体が弁座板に押し付けられることになる。According to the four-way valve of the present invention, the fluid pressure is introduced into the pressure chamber provided on the side opposite to the side where the valve body slides on the valve seat plate. The valve body will be pressed against the valve seat plate.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図１１はこの
発明による四方弁の１つの実施の形態を示している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 11 show one embodiment of a four-way valve according to the present invention.
【００１９】この発明による四方弁は、ハウジング本体
１１とハウジング本体１１にＯリング１２を介して気密
固定された上部キャップ部材１３とによる弁ハウジング
１０と、弁ハウジング１０内に回転可能に設けられた弁
体１４およびカップリング部材１５と、弁ハウジング１
０内に回転不能に設けられた弁座板１６とを有してい
る。The four-way valve according to the present invention is provided rotatably in the valve housing 10 with the housing main body 11 and the upper cap member 13 hermetically fixed via an O-ring 12 to the housing main body 11. Valve body 14, coupling member 15, valve housing 1
0 and a valve seat plate 16 provided non-rotatably.
【００２０】ハウジング本体１１と上部キャップ部材１
３は、ＰＰＳ等の硬質のエンジニアリングプラスチック
スの成型品により構成され、弁体１４、弁座板１６を収
容する円筒空間形状の弁室１７を画定している。弁室１
７の底面がなす一つの平面１１Ａには第１のポート１８
と第２のポート１９と第３のポート２０と第４のポート
２１とが開口しており、その各ポート毎にポート接続通
路２２、２３、２４、２５が形成されている。Housing body 11 and upper cap member 1
Numeral 3 is a molded product of hard engineering plastics such as PPS, and defines a cylindrical space-shaped valve chamber 17 for accommodating the valve element 14 and the valve seat plate 16. Valve room 1
7 has a first port 18 on one plane 11A formed by the bottom surface.
, A second port 19, a third port 20, and a fourth port 21 are open, and port connection passages 22, 23, 24, 25 are formed for each of the ports.
【００２１】弁体１４は、ＰＰＳ等の非ゴム状弾性の硬
質のエンジニアリングプラスチックス（合成樹脂）の成
型品により構成され、中心孔１４Ａによってスピンドル
２６に回転可能に係合し、平面１１Ａに対して垂直な中
心軸線周りに回転可能になっており、第１〜第４のポー
ト１８〜２１の切換接続を行う２個の弁通路２７、２８
を下底面側（平面１１Ａとの対向面側）に形成されてい
る。弁体１４にはストッパ片１４Ｂが２個が突出形成さ
れ、上部キャップ部材１３には第１のストッパ部１３Ａ
と第２のストッパ１３Ｂとが２個ずつ形成されている。The valve body 14 is made of a molded product of non-rubber-like elastic hard engineering plastics (synthetic resin) such as PPS. The valve body 14 is rotatably engaged with the spindle 26 through the center hole 14A, and is rotatable with respect to the plane 11A. And two valve passages 27, 28 which are rotatable about a vertical central axis for switching connection of the first to fourth ports 18 to 21.
Is formed on the lower bottom side (the side facing the plane 11A). The valve body 14 is formed with two stopper pieces 14B protruding, and the upper cap member 13 has a first stopper portion 13A.
And two second stoppers 13B.
【００２２】弁体１４は、ストッパ片１４Ｂによって第
１のストッパ部１３Ａと当接する位置と第２のストッパ
１３Ｂと当接する位置との間にのみ（９０度）回転可能
になっている。弁体１４は、ストッパ片１４Ｂによって
第１のストッパ１３Ａに当接することにより、それ以上
の反時計廻り方向の回転を規制され、弁座板１６を介し
て弁通路２７によって第１のポート１８と第２のポート
１９とを連通接続すると共に弁通路２８によって第３の
ポート２０と第４のポート２１とを連通接続する第１の
切換位置を確立する（図２参照）。The valve element 14 is rotatable (90 degrees) only between a position where it contacts the first stopper 13A and a position where it contacts the second stopper 13B by the stopper piece 14B. The valve body 14 is prevented from rotating further counterclockwise by contacting the first stopper 13 </ b> A by the stopper piece 14 </ b> B, and is connected to the first port 18 by the valve passage 27 through the valve seat plate 16. A first switching position for connecting and connecting the second port 19 and the third port 20 and the fourth port 21 by the valve passage 28 is established (see FIG. 2).
【００２３】また、弁体１４は、第１の切換位置より時
計廻り方向へ９０度回転してストッパ片１４Ｂによって
第２のストッパ部１３Ｂに当接することにより、それ以
上の時計廻り方向の回転を規制され、弁座板１６を介し
て弁通路２７によって第１のポート１８と第４のポート
２１とを連通接続すると共に弁通路２８によって第２の
ポート１９と第３のポート２０とを連通接続する第２の
切換位置を確立する（図３参照）。The valve body 14 rotates 90 degrees clockwise from the first switching position and abuts against the second stopper portion 13B by the stopper piece 14B, so that further rotation in the clockwise direction is performed. The first port 18 and the fourth port 21 are communicatively connected by the valve passage 27 via the valve seat plate 16, and the second port 19 and the third port 20 are communicatively connected by the valve passage 28. (See FIG. 3).
【００２４】弁座板１６は、ステンレス鋼板等の金属板
により円盤状に形成され、第１〜第４のポート１８〜２
１の各々と個別に連通する貫通孔２９〜３２を穿設さ
れ、各弁座を弁ハウジング１０の平面１１Ａと弁体１４
との間に、弁座板１６側の切欠１６Ａとハウジング本体
１１側の突起１１Ｂとの係合によって回り止めされて、
平面１１Ａに対して垂直な軸線方向（上下方向）に変位
可能な態様で設けられて弁体１４と摺接し、第１〜第４
のポート１８〜２１の実質的な弁座をなしている。The valve seat plate 16 is formed in a disk shape by a metal plate such as a stainless steel plate, and has first to fourth ports 18 to 2.
1 through holes 29 to 32 that are individually communicated with each other.
Between the notch 16A on the valve seat plate 16 side and the projection 11B on the housing body 11 side.
It is provided in such a manner that it can be displaced in the axial direction (vertical direction) perpendicular to the plane 11 </ b> A, makes sliding contact with the valve body 14, and
Ports 18 to 21 form a substantial valve seat.
【００２５】弁ハウジング１０の平面１１Ａの第１〜第
４のポート１８〜２１の各々の外周囲にＯリング溝１１
Ｃが形成されており、Ｏリング溝１１Ｃの各々にゴム状
弾性体製のシール部材としてＯリング３３がはめ込まれ
ている。弁座板１６はＯリング３３上に載置されてお
り、Ｏリング３３は、弁座板１６と弁ハウジング１０と
のとの間にあって第１〜第４のポート１８〜２１の各ポ
ート間を気密に区切ると共に、弁座板１６をハウジング
本体１１の平面１１Ａより弾性的にフローティング支持
している。An O-ring groove 11 is formed around the outer periphery of each of the first to fourth ports 18 to 21 on the plane 11A of the valve housing 10.
C is formed, and an O-ring 33 is fitted into each of the O-ring grooves 11C as a sealing member made of a rubber-like elastic body. The valve seat plate 16 is mounted on an O-ring 33, and the O-ring 33 is located between the valve seat plate 16 and the valve housing 10 and connects between the first to fourth ports 18 to 21. The valve seat plate 16 is air-tightly separated, and the valve seat plate 16 is elastically floatingly supported from the flat surface 11A of the housing body 11.
【００２６】弁体１４は下底面１４Ｃにて弁座板１６の
上面１６Ｂに対接しており、下底面１４Ｃ（弁座板１６
との摺接面）には、弁通路２７、２８の各々の外郭に沿
って凹溝３４、３５が、各々複数条、形成されている。The valve body 14 is in contact with the upper surface 16B of the valve seat plate 16 at the lower bottom surface 14C, and the lower bottom surface 14C (the valve seat plate 16).
A plurality of concave grooves 34 and 35 are formed along the outer contour of each of the valve passages 27 and 28 on the sliding contact surface with each other.
【００２７】上部キャップ部材１３上にはアクチュエー
タとして電動機３６が取り付けられており、電動機３６
の回転軸（出力軸）がスピンドル２６になっいる。カッ
プリング部材１５は弁室１７内に弁体１４と同一の中心
軸線周りに回転可能に設けられている。カップリング部
材１５は、ＰＰＳ等の非ゴム状弾性の硬質のエンジニア
リングプラスチックス（合成樹脂）の成型品により構成
され、スピンドル２６の２面取り部２６Ａにてスピンド
ル２６と連結され、電動機３６により回転駆動される。An electric motor 36 is mounted on the upper cap member 13 as an actuator.
Is a spindle 26. The coupling member 15 is provided in the valve chamber 17 so as to be rotatable around the same central axis as the valve body 14. The coupling member 15 is formed of a molded product of non-rubber-like elastic hard engineering plastics (synthetic resin) such as PPS, is coupled to the spindle 26 at a two-chamfered portion 26A of the spindle 26, and is rotationally driven by an electric motor 36. Is done.
【００２８】上部キャップ部材１３とカップリング部材
１５との間には補強板３７を介してカップリング部材１
５を弁体１４に押し付ける圧縮コイルばね３８が設けら
れている。The coupling member 1 is provided between the upper cap member 13 and the coupling member 15 via a reinforcing plate 37.
A compression coil spring 38 for pressing the valve 5 against the valve body 14 is provided.
【００２９】カップリング部材１５と弁体１４とは互い
の対向面部に形成された両傾斜面付きの凹凸形状の端面
カム１５Ａと１４Ｄとにより圧縮コイルばね３８のばね
力でカップリング係合し、カップリング部材１５は、第
１の切換位置と第２の切換位置との間においては、カッ
リング係合によって相対回転変移することなく弁体１４
に回転を伝達する。The coupling member 15 and the valve element 14 are coupled by the spring force of the compression coil spring 38 by the concave and convex end face cams 15A and 14D formed on the mutually facing surfaces with the two inclined surfaces. Between the first switching position and the second switching position, the coupling member 15 does not move relative to the valve body 14 due to the coupling engagement.
Transmit rotation to
【００３０】カップリング部材１５は、弁体１４が第１
のストッパ部１３Ａに当接した第１の切換位置にある状
態より更に反時計廻り方向方向に回転駆動されることに
より、端面カム１５Ａと１４Ｄとが傾斜面によってずれ
て、弁体１４に対して相対的に回転変位し、端面カム１
５Ａと１４Ｄとのずれによる乗り上げ作用によって端面
カム式に弁体１４より離れる軸線方向に変位し、圧縮コ
イルばね３８の圧縮変形量を増加させる。The coupling member 15 is such that the valve
The end cams 15A and 14D are displaced by the inclined surfaces by being further rotated in the counterclockwise direction from the state at the first switching position in contact with the stopper portion 13A of the valve member 14A. Relatively rotationally displaced, end face cam 1
Due to the ride-up action due to the shift between 5A and 14D, the end surface cam is displaced in the axial direction away from the valve body 14 to increase the amount of compression deformation of the compression coil spring.
【００３１】また、カップリング部材１５は、同様に、
弁体１４が第２のストッパ部１３Ｂに当接した第２の切
換位置にある状態より更に時計廻り方向に回転駆動され
ることにより、端面カム１５Ａと１４Ｄとが傾斜面によ
ってずれて、弁体１４に対して相対的に回転変位し、端
面カム１５Ａと１４Ｄとのずれにより乗り上げ作用によ
って端面カム式に弁体１４より離れる軸線方向に変位
し、圧縮コイルばね３８の圧縮変形量を増加する。The coupling member 15 is similarly
When the valve body 14 is further rotated clockwise from the state where the valve body 14 is in the second switching position in contact with the second stopper portion 13B, the end face cams 15A and 14D are displaced by the inclined surfaces, so that the valve body 14 is displaced. Due to the displacement between the end cams 15A and 14D, the end cams 15A and 14D are displaced in the axial direction away from the valve body 14 by the riding action to increase the amount of compressive deformation of the compression coil spring 38.
【００３２】弁体１４の外側には、弁体１４が弁座板１
６と摺接する側と反対の側に圧力室１７Ａが画定されて
おり、弁体１４には圧力室１７Ａを高圧側の第４のポー
ト２１に連通する流体圧導入孔３９が形成されている。Outside the valve body 14, the valve body 14 is provided with the valve seat plate 1.
A pressure chamber 17 </ b> A is defined on the side opposite to the side that slides with 6, and a fluid pressure introduction hole 39 that connects the pressure chamber 17 </ b> A to the fourth port 21 on the high pressure side is formed in the valve body 14.
【００３３】図２に示されているように、弁体１４が第
１のストッパ部１３Ａに当接した第１の切換位置にある
状態では、端面カム１５Ａと１４Ｄとのずれによる乗り
上げ作用によってカップリング部材１５が端面カム式に
弁体１４より離れる軸線方向に変位し、圧縮コイルばね
３８の圧縮変形量が増加している。これにより、圧縮コ
イルばね３８がカップリング部材１５を介して弁体１４
を弁座板１６に押し付ける押圧力が増加し、また流体圧
導入孔３９より高圧側の第４のポート２１の流体圧が圧
力室１７Ａに導入され、その流体圧によって弁体１４が
弁座板１６に押し付けられる。As shown in FIG. 2, when the valve body 14 is in the first switching position in contact with the first stopper portion 13A, the cup is slid up by the displacement between the end cams 15A and 14D. The ring member 15 is displaced in the axial direction away from the valve body 14 in an end face cam manner, and the amount of compression deformation of the compression coil spring 38 increases. Thus, the compression coil spring 38 is connected to the valve body 14 via the coupling member 15.
Of the fourth port 21 on the high pressure side through the fluid pressure introduction hole 39 is introduced into the pressure chamber 17A, and the fluid pressure causes the valve body 14 to move. Pressed against 16.
【００３４】この状態では、比較的大きい押圧力が弁体
１４、弁座板１６に作用し、図４（ｂ）に示されている
ように、Ｏリング３３が弾性変形し、弁座板１６とハウ
ジング本体１１との間の気密シール力が増加すると共
に、Ｏリング３３の弾性変形による反発力によって弁体
１４と弁座板１６との密着度が増し、弁通路２７と２８
との気密シール性が向上する。In this state, a relatively large pressing force acts on the valve body 14 and the valve seat plate 16, and the O-ring 33 is elastically deformed as shown in FIG. The hermetic sealing force between the valve body 14 and the housing body 11 increases, and the degree of close contact between the valve element 14 and the valve seat plate 16 increases due to the repulsive force due to the elastic deformation of the O-ring 33.
And the hermetic sealing property is improved.
【００３５】また、弁体１４の下底面１４Ｃに弁通路２
７、２８の各々の外郭に沿って凹溝３４、３５が形成さ
れているので、弁体１４の弁座板１６との摺接面積が低
減して弁体１４の弁座板１６に対する面圧が高まり、こ
のことによっても弁体１４と弁座板１６との密着度が増
し、弁通路２７と２８との気密シール性が向上する。ま
た、凹溝３４、３５によってラビリンスシール効果も期
待できる。The valve passage 2 is provided on the lower bottom surface 14C of the valve element 14.
Since the concave grooves 34 and 35 are formed along the outer contours of each of the members 7 and 28, the sliding contact area between the valve body 14 and the valve seat plate 16 is reduced, and the surface pressure of the valve body 14 against the valve seat plate 16 is reduced. This also increases the degree of close contact between the valve element 14 and the valve seat plate 16, and improves the hermetic sealing between the valve passages 27 and 28. In addition, the labyrinth sealing effect can be expected by the concave grooves 34 and 35.
【００３６】なお、図２に示されているように、弁体１
４が第１の切換位置にある状態では、弁通路２７によっ
て第１のポート１８と第２のポート１９とを連通接続す
ると共に弁通路２８によって第３のポート２０と第４の
ポート２１とを連通接続する第１の切換状態が得られて
いる。It should be noted that, as shown in FIG.
4 is in the first switching position, the first port 18 and the second port 19 are connected and connected by the valve passage 27, and the third port 20 and the fourth port 21 are connected by the valve passage 28. A first switching state for communication is obtained.
【００３７】上述のような状態より、第１の切換状態よ
り第１のポート１８と第４のポート２１とを連通接続す
ると共に弁通路２８によって第２のポート１９と第３の
ポート２０とを連通接続する第２の切換状態に切り換え
るには、電動機３６によってカップリング部材１５を時
計廻り方向へ回転駆動する。すると、最初は、端面カム
１５Ａと１４Ｄとのずれによる乗り上げ作用を解消すべ
く、カップリング部材１５だけが時計廻り方向に回転
し、端面カム１５Ａと１４Ｄとのずれによる乗り上げ作
用が解消される。In the state described above, the first port 18 and the fourth port 21 are connected and connected in the first switching state, and the second port 19 and the third port 20 are connected by the valve passage 28. To switch to the second switching state in which the connection is established, the coupling member 15 is driven to rotate clockwise by the electric motor 36. Then, at first, only the coupling member 15 is rotated clockwise to eliminate the riding action due to the displacement between the end cams 15A and 14D, and the riding action due to the displacement between the end cams 15A and 14D is eliminated.
【００３８】これにより、カップリング部材１５が弁体
１４側に戻り、端面カム１５Ａと１４Ｄとが整合し、圧
縮コイルばね３８の圧縮変形量が低減する。また、切換
動作時には、ポンプ停止で、第４のポート２１の圧力が
低下するので、圧力室１７Ａに導入された流体圧による
押圧力は消滅している。これらのことにより、弁体１４
を弁座板１６に押し付ける押圧力が低減し、図４（ａ）
に示されているように、Ｏリング３３の弾性変形が解除
される。As a result, the coupling member 15 returns to the valve body 14, the end cams 15A and 14D are aligned, and the amount of compression deformation of the compression coil spring 38 is reduced. Further, at the time of the switching operation, the pressure of the fourth port 21 decreases when the pump is stopped, so that the pressing force due to the fluid pressure introduced into the pressure chamber 17A has disappeared. By these things, the valve element 14
4 (a) is reduced.
As shown in (2), the elastic deformation of the O-ring 33 is released.
【００３９】上述のように、弁体１４の切換移動時に
は、弁座板１６に対する押圧力が低減〜解除されるか
ら、弁体切換移動に必要な駆動力の低減、弁体１４の弁
座板１６との摺動面（下底面１４Ｃ）の摩耗低減が図ら
れる。また、弁座板１６が比較的薄い金属板により構成
されていても、Ｏリング３３の弾性変形の反力によって
弁座板１６に反りが生じることも回避される。As described above, since the pressing force on the valve seat plate 16 is reduced or released during the switching movement of the valve body 14, the driving force required for the valve body switching movement is reduced, and the valve seat plate of the valve body 14 is moved. The wear of the sliding surface (lower bottom surface 14C) with the surface 16 is reduced. Further, even if the valve seat plate 16 is formed of a relatively thin metal plate, the occurrence of warpage of the valve seat plate 16 due to the reaction force of the elastic deformation of the O-ring 33 is also avoided.
【００４０】引き続き、電動機３６によってカップリン
グ部材１５が時計廻り方向へ回転駆動されることによ
り、上述のように端面カム１５Ａと１４Ｄとによるカッ
プリング係合によってカップリング部材１５の時計廻り
方向へ回転が弁体１４に伝えられて弁体１４が時計廻り
方向へ回転する。Subsequently, the coupling member 15 is rotated in the clockwise direction by the electric motor 36, whereby the coupling member 15 is rotated in the clockwise direction by the engagement of the end cams 15A and 14D as described above. Is transmitted to the valve body 14, and the valve body 14 rotates clockwise.
【００４１】この時計廻り方向の回転により、弁体１４
は、図３に示されているように、ストッパ片１４Ｂによ
って第２のストッパ１３Ｂに当接する第２の切換位置に
位置し、引き続き、電動機３６によってカップリング部
材１５が時計廻り方向へ回転駆動されることにより、端
面カム１５Ａと１４Ｄとが傾斜面によってずれて、カッ
プリング部材１５が弁体１４に対して相対的に回転変位
し、端面カム１５Ａと１４Ｄとのずれにより乗り上げ作
用によって端面カム式に弁体１４より離れる軸線方向に
変位する。The rotation in the clockwise direction causes the valve element 14 to rotate.
As shown in FIG. 3, is located at the second switching position where the stopper piece 14B abuts on the second stopper 13B, and then the coupling member 15 is rotated clockwise by the electric motor 36. As a result, the end cams 15A and 14D are displaced by the inclined surface, and the coupling member 15 is rotationally displaced relative to the valve body 14. The end cams 15A and 14D are displaced from each other and the end cams 15A and 14D are lifted by the riding action. , And displaces in the axial direction away from the valve body 14.
【００４２】これにより、圧縮コイルばね３８の圧縮変
形量が増加し、圧縮コイルばね３８がカップリング部材
１５を介して弁体１４を弁座板１６に押し付ける押圧力
が増加し、また、ポンプ運転再開により、流体圧導入孔
３９より高圧側の第４のポート２１の流体圧が圧力室１
７Ａに導入され、その流体圧によって弁体１４が弁座板
１６に押し付けられる。As a result, the amount of compression deformation of the compression coil spring 38 increases, the pressing force of the compression coil spring 38 pressing the valve body 14 against the valve seat plate 16 via the coupling member 15 increases, and the pump operates. By the restart, the fluid pressure of the fourth port 21 on the high pressure side from the fluid pressure introduction hole 39 is increased.
7A, and the valve element 14 is pressed against the valve seat plate 16 by the fluid pressure.
【００４３】この状態では、上述の第１の切換状態時と
同様に、比較的大きい押圧力が弁体１４、弁座板１６に
作用し、図４（ｂ）に示されているように、Ｏリング３
３が弾性変形し、弁座板１６とハウジング本体１１との
間の気密シール力が増加すると共に、Ｏリング３３の弾
性変形による反発力によって弁体１４と弁座板１６との
密着度が増し、弁通路２７と２８との気密シール性が向
上する。In this state, similarly to the above-described first switching state, a relatively large pressing force acts on the valve body 14 and the valve seat plate 16, and as shown in FIG. O-ring 3
3 is elastically deformed, the hermetic sealing force between the valve seat plate 16 and the housing main body 11 is increased, and the degree of adhesion between the valve body 14 and the valve seat plate 16 is increased by the repulsive force due to the elastic deformation of the O-ring 33. The hermetic sealing between the valve passages 27 and 28 is improved.
【００４４】もちろん、この時も、弁体１４の下底面１
４Ｃに弁通路２７、２８の各々の外郭に沿って形成され
た凹溝３４、３５により、弁体１４の弁座板１６との摺
接面積が低減して弁体１４の弁座板１６に対する面圧が
高まり、このことによっても弁体１４と弁座板１６との
密着度が増し、弁通路２７と２８との気密シール性が向
上し、当時に、凹溝３４、３５によってラビリンスシー
ル効果も期待できる。Of course, also at this time, the lower bottom surface 1 of the valve element 14
By the concave grooves 34 and 35 formed along the outer contours of the valve passages 27 and 28 in 4C, the sliding contact area of the valve body 14 with the valve seat plate 16 is reduced, and the valve body 14 The surface pressure increases, which also increases the degree of close contact between the valve body 14 and the valve seat plate 16 and improves the hermetic sealing between the valve passages 27 and 28. At that time, the grooves 34, 35 provide a labyrinth sealing effect. Can also be expected.
【００４５】なお、第２の切換状態より第１の切換状態
へ切り換える場合も、カップリング部材１５の回転方向
が逆であるが、第１の切換状態より第２の切換状態へ切
り換える場合と同様の作用のもとに、同様の効果が得ら
れる。When switching from the second switching state to the first switching state, the rotation direction of the coupling member 15 is reversed, but similar to the case of switching from the first switching state to the second switching state. A similar effect can be obtained under the action of.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１に記載の発明による四方弁によれば、弁ハウジングの
ポート開口の平面と弁体の間に弁座板が設けられ、弁座
板が弁ハウジングとの間に設けられたゴム状弾性体製の
シール部材により弁ハウジングのポート開口の平面より
弾性的にフローティング支持され、シール部材によって
第１〜第４のポートの各ポート間の気密シールが行わ
れ、シール部材の弾性変形によって弁座板と弁体との密
着度が向上する。また、弁体切換移動に必要な駆動力の
低減、シール部材の摩耗低減と確実なシール性とを両立
した上で、弁体との摺接部分、すなわち、運動部分にお
けるゴム状弾性体製のシール部材の設置が廃止されるこ
とにより、シール部材の摩耗を完全に回避でき、シール
部材の固着による動作不良の虞れもないメンテナンスフ
リーの四方弁となる。As will be understood from the above description, according to the four-way valve according to the first aspect of the present invention, the valve seat plate is provided between the plane of the port opening of the valve housing and the valve body, and the valve seat is provided. The plate is elastically floating supported from the plane of the port opening of the valve housing by a rubber-like elastic sealing member provided between the valve housing and the sealing member. Hermetic sealing is performed, and the degree of adhesion between the valve seat plate and the valve body is improved by elastic deformation of the sealing member. In addition, while reducing the driving force required for the valve body switching movement, reducing the wear of the seal member and ensuring the sealing performance, the sliding contact portion with the valve body, that is, the rubber-like elastic body in the moving portion is used. Since the installation of the seal member is abolished, the wear of the seal member can be completely avoided, and the maintenance-free four-way valve has no risk of malfunction due to the sticking of the seal member.
【００４７】請求項２に記載の発明による四方弁によれ
ば、非ゴム状弾性の合成樹脂により構成された弁体が金
属板により構成された弁座板と摺接するから、弁体と弁
座板とが固着することがなく、動作不良の虞れがないメ
ンテナンスフリーの四方弁となる。According to the four-way valve according to the second aspect of the present invention, the valve body made of non-rubber-like elastic synthetic resin comes into sliding contact with the valve seat plate made of a metal plate. The maintenance-free four-way valve does not stick to the plate and does not have a risk of malfunction.
【００４８】請求項３に発明による四方弁によれば、弁
体の弁座板との摺接面に凹溝が形成されているから、弁
体の弁座板との摺接面積が低減して弁体の弁座板に対す
る面圧が高まり、弁体と弁座板との密着度が増して気密
シール性が向上し、併せてラビリンスシール効果も期待
できるAccording to the four-way valve according to the third aspect of the present invention, since the groove is formed in the sliding surface of the valve body with the valve seat plate, the sliding contact area of the valve body with the valve seat plate is reduced. The surface pressure of the valve body against the valve seat plate is increased, the degree of close contact between the valve body and the valve seat plate is increased, and the hermetic sealing property is improved, and at the same time, a labyrinth sealing effect can be expected.
【００４９】請求項４に発明による四方弁によれば、弁
体が弁座板と摺接する側と反対の側に設けられた圧力室
に流体圧が導入されることにより、その流体圧によって
弁体が弁座板に押し付けられるから、弁体と弁座板との
密着度が増して気密シール性が向上する。According to the four-way valve of the present invention, the fluid pressure is introduced into the pressure chamber provided on the side opposite to the side where the valve body slides on the valve seat plate. Since the body is pressed against the valve seat plate, the degree of close contact between the valve body and the valve seat plate is increased, and the airtight sealing property is improved.
【図１】この発明による四方弁の１つの実施の形態を示
す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of a four-way valve according to the present invention.
【図２】この発明による四方弁の１つの実施の形態を第
１の切換状態について示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing one embodiment of a four-way valve according to the present invention in a first switching state.
【図３】この発明による四方弁の１つの実施の形態を第
２の切換状態について示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing one embodiment of the four-way valve according to the present invention in a second switching state.
【図４】（ａ）はこの発明による四方弁の弁体切換移動
時の状態を示す要部の拡大図、（ｂ）この発明による四
方弁の弁体切換移動完了時の状態を示す要部の拡大図で
ある。FIG. 4A is an enlarged view of a main part showing a state of the four-way valve according to the present invention at the time of the valve body switching movement, and FIG. 4B is a main part showing a state of the four-way valve according to the present invention at the time of completing the valve body switching movement. FIG.
【図５】この発明による四方弁の１つの実施の形態を示
す部分断面斜視図である。FIG. 5 is a partial sectional perspective view showing one embodiment of a four-way valve according to the present invention.
【図６】この発明による四方弁の上部キャップ部材の俯
瞰斜視図である。FIG. 6 is an overhead perspective view of the upper cap member of the four-way valve according to the present invention.
【図７】この発明による四方弁のカップリング部材の俯
瞰斜視図である。FIG. 7 is an overhead perspective view of the coupling member of the four-way valve according to the present invention.
【図８】この発明による四方弁の弁体の鳥瞰斜視図であ
る。FIG. 8 is a bird's-eye perspective view of a four-way valve according to the present invention.
【図９】この発明による四方弁の弁体の俯瞰斜視図であ
る。FIG. 9 is an overhead perspective view of a valve body of a four-way valve according to the present invention.
【図１０】この発明による四方弁のハウジング本体の鳥
瞰斜視図である。FIG. 10 is a bird's-eye perspective view of the housing body of the four-way valve according to the present invention.
【図１１】この発明による四方弁の弁座板の鳥瞰斜視図
である。FIG. 11 is a bird's-eye perspective view of a valve seat plate of a four-way valve according to the present invention.
１０ 弁ハウジング １１ ハウジング本体 １３ 上部キャップ部材 １３Ａ 第１のストッパ部 １３Ｂ 第２のストッパ部 １４ 弁体 １４Ｂ ストッパ片 １４Ｄ 端面カム部 １５ カップリング部材 １５Ａ 端面カム部 １６ 弁座板 １７ 弁室 １７Ａ 圧力室 １８ 第１のポート １９ 第２のポート ２０ 第３のポート ２１ 第４のポート ２６ スピンドル ２７，２８ 弁通路 ３３ Ｏリング ３４，３５ 凹溝 ３６ 電動機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve housing 11 Housing main body 13 Upper cap member 13A 1st stopper part 13B 2nd stopper part 14 Valve body 14B Stopper piece 14D End cam part 15 Coupling member 15A End cam part 16 Valve seat plate 17 Valve chamber 17A Pressure chamber 18 First port 19 Second port 20 Third port 21 Fourth port 26 Spindle 27,28 Valve passage 33 O-ring 34,35 Groove 36 Motor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H062 AA05 AA13 BB28 CC01 EE07 HH04 HH08 3H067 AA13 CC02 CC23 DD03 DD32 EA24 EB26 EC13 ED11 ED20 FF11 GG23 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3H062 AA05 AA13 BB28 CC01 EE07 HH04 HH08 3H067 AA13 CC02 CC23 DD03 DD32 EA24 EB26 EC13 ED11 ED20 FF11 GG23
Claims (4)
トと第２のポートと第３のポートと第４のポートとが開
口しており、 前記平面に対して垂直な軸線周りに弁体が第１のストッ
パと当接する位置と第２のストッパと当接する位置との
間にのみ回転可能に設けられており、前記弁体は、前記
第１のストッパに当接することによりそれ以上の反時計
廻り方向の回転を規制されて前記第１のポートと前記第
２のポートとを連通接続すると共に前記第３のポートと
前記第４のポートとを連通接続する第１の切換位置を確
立し、前記第２のストッパに当接することによりそれ以
上の時計廻り方向の回転を規制されて前記第１のポート
と前記第４のポートとを連通接続すると共に前記第２の
ポートと前記第３のポートとを連通接続する第２の切換
位置を確立し、 前記弁ハウジングの前記平面と前記弁体の間には、前記
平面に対して垂直な軸線方向に変位可能な態様で前記弁
体と摺接し、前記第１〜第４のポートの各弁座をなす弁
座板が設けられ、 前記弁座板と前記弁ハウジングとの間には前記第１〜第
４のポートの各ポート間を気密に区切り、前記弁座板を
前記弁ハウジングの前記平面より弾性的にフローティン
グ支持するゴム状弾性体製のシール部材が設けられ、 前記弁体と同一の中心軸線周りにカップリング部材が回
転可能に設けられ、当該カップリング部材は、アクチュ
エータにより回転駆動されて前記第１の切換位置と前記
第２の切換位置との間において前記弁体に回転を伝達
し、前記弁体が前記第１のストッパあるいは前記第２の
ストッパに当接している状態では前記弁体に対して相対
的に回転変位し、 更に、前記カップリング部材を前記弁体に対して押し付
けるばねが設けられ、 前記カップリング部材は前記弁体に対する相対回転変位
により端面カム式に軸線方向に変位して前記ばねの圧縮
変形させることを特徴とする四方弁。A first port, a second port, a third port, and a fourth port are opened in one plane of a valve housing, and a valve body is formed around an axis perpendicular to the plane. Is rotatably provided only between a position in contact with the first stopper and a position in contact with the second stopper, and the valve body contacts the first stopper so as to be able to rotate further. A first switching position is established in which rotation in the clockwise direction is restricted and the first port and the second port are connected and the third port and the fourth port are connected and connected. By contacting the second stopper, further rotation in the clockwise direction is restricted to connect and connect the first port and the fourth port, and the second port and the third port are connected to each other. Second switching position for communicating with the port Establishing, between the plane of the valve housing and the valve body, in sliding contact with the valve body in a manner displaceable in an axial direction perpendicular to the plane, and each of the first to fourth ports A valve seat plate serving as a valve seat is provided, between the valve seat plate and the valve housing, the first to fourth ports are air-tightly separated from each other, and the valve seat plate is separated from the valve housing. A seal member made of a rubber-like elastic body that elastically floats and supports the plane is provided. A coupling member is rotatably provided around the same central axis as the valve body. The coupling member is rotated by an actuator. A state in which the valve body is driven to transmit rotation to the valve body between the first switching position and the second switching position, and the valve body is in contact with the first stopper or the second stopper; Then, for the valve A spring that presses the coupling member against the valve body is provided, and the coupling member is axially displaced in an end face cam type by a relative rotational displacement with respect to the valve body. A four-way valve, wherein the spring is deformed by compression.
り構成され、前記弁座板は金属板により構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の四方弁。2. The four-way valve according to claim 1, wherein the valve body is made of a non-rubber-like elastic synthetic resin, and the valve seat plate is made of a metal plate.
が形成されていることを特徴とする請求項１または２に
記載の四方弁。3. The four-way valve according to claim 1, wherein a concave groove is formed in a sliding surface of the valve body with the valve seat plate.
対の側に圧力室が設けられ、当該圧力室に前記第１〜第
４のポートの何れかのポートの流体圧が導入されること
を特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の四方
弁。4. A pressure chamber is provided on a side opposite to a side where the valve body slides on the valve seat plate, and a fluid pressure of any one of the first to fourth ports is introduced into the pressure chamber. The four-way valve according to any one of claims 1 to 3, wherein the valve is operated.
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