WO2023195512A1 - スライド式切換弁および冷凍サイクルシステム - Google Patents

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WO2023195512A1
WO2023195512A1 PCT/JP2023/014190 JP2023014190W WO2023195512A1 WO 2023195512 A1 WO2023195512 A1 WO 2023195512A1 JP 2023014190 W JP2023014190 W JP 2023014190W WO 2023195512 A1 WO2023195512 A1 WO 2023195512A1
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WO
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valve
plunger
type switching
valve seat
switching valve
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PCT/JP2023/014190
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正吾 濱田
雅弘 村田
陵 三留
秀剛 渡邉
聡 岡田
大一郎 剱持
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株式会社鷺宮製作所
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    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-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
    • F16K11/065—Multiple-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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
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    • F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves

Definitions

  • the present invention relates to a slide type switching valve and a refrigeration cycle system.
  • a switching valve that opens and closes a valve port formed on a valve seat surface to switch a fluid flow path by moving a valve body using an electromagnetic drive unit having a solenoid coil.
  • an electromagnetic drive unit having a solenoid coil.
  • one configured as a pilot valve for driving a four-way switching valve in a refrigeration cycle system has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • Patent Document 1 when the electromagnetic coil is energized in the electromagnetic drive unit, the plunger moves toward the attractor, and when the energization is cut off, the plunger moves toward the attractor due to the biasing force of the coil spring.
  • the flow path can be switched by switching between energization and de-energization.
  • valve body In order for the valve body to normally open and close the port in the state where the electricity is cut off as described above, when the plunger moves away from the suction element, it is necessary to restrict this movement at a certain position. In a configuration in which the movement of the plunger is restricted by coming into contact with the valve seat member (the member in which the valve port is formed), it is easy to maintain accurate relative positions between the valve body and the valve port, but the valve If the seat member becomes deformed or worn, or if a load is applied to the joint between the valve seat member and the valve body (plunger tube), malfunction may occur, so a stronger joint is required. There was a need.
  • An object of the present invention is to provide a slide type switching valve and a refrigeration cycle system that can suppress malfunctions.
  • the slide type switching valve of the present invention has a valve main body forming a valve chamber, a valve seat surface in which at least one valve port is formed, and a valve seat portion provided in the valve chamber, and
  • a slide type switching valve comprising: a valve body that opens and closes the valve port with respect to the valve chamber by sliding; and an electromagnetic drive unit that moves the valve body in a sliding direction along the valve seat surface.
  • the electromagnetic drive section includes a plunger extending along the sliding direction and to which the valve body is connected, an attractor disposed on one side of the plunger in the sliding direction, and exciting the attractor.
  • valve body integrally includes a valve chamber forming part that forms the valve chamber, and a plunger accommodating part that accommodates and guides the plunger in the sliding direction and is provided with the attractor, and the plunger is driven by the electromagnetic drive.
  • the movement of the plunger is regulated by coming into contact with the closing part of the valve chamber forming part, so that it is possible to have a configuration in which the plunger does not collide with the valve seat part, and the valve seat part and its surroundings are prevented from colliding with the valve seat part. It is possible to suppress damage caused to Furthermore, the closing portion is a necessary portion for forming the valve chamber, and there is no need to additionally provide a stopper.
  • the valve port Errors in relative position with the valve body can be reduced. Thereby, the valve port can be easily opened and closed normally by the valve body, and malfunctions can be suppressed.
  • valve chamber forming part that forms the valve chamber in the valve body and the plunger accommodating part that accommodates the plunger are integrated, errors in relative position that may occur if these are separate parts are suppressed. be able to. That is, it is possible to suppress errors in the relative positions of the plunger and the attractor, and to facilitate normal driving of the plunger by magnetic force.
  • defects in the slide type switching valve can be suppressed by suppressing damage to the valve seat portion and its surroundings while suppressing an increase in the number of parts and additional configurations.
  • the valve chamber forming part has a mounting opening formed on a side surface of a cylindrical part, and the valve seat part is formed separately from the valve main body, a small diameter portion having an outer diameter smaller than the inner diameter of the mounting opening; and a large diameter portion having an outer diameter larger than the inner diameter of the mounting opening and provided on the opposite side of the valve seat surface with respect to the small diameter portion. It is preferable that the small diameter portion is inserted into the attachment opening and that insertion is regulated by the large diameter portion.
  • the valve chamber forming part has a mounting opening formed in a side surface of the cylindrical part, and the valve seat part is formed separately from the valve main body. It is attached to the valve body by being inserted into the mounting opening, and one of the other end and the one end of the valve seat portion is attached to the inner circumferential surface of the mounting opening. It is preferable that a gap is formed between the two and the inner circumferential surface, and a fixing member is provided in the gap.
  • the valve seat can be fixed with reference to either end in the sliding direction of the inner circumferential surface of the mounting opening, and the relative relationship between the valve body and the valve seat in the sliding direction can be fixed. Positional errors can be suppressed.
  • the plunger comes into contact with a portion of the valve body, and errors in the relative positions of the valve body and the plunger in the sliding direction are suppressed. Therefore, in the sliding direction, errors in the relative position between the plunger and the valve seat can be suppressed, errors in the relative position between the valve body and the valve port can be suppressed, and defects in the slide type switching valve can be suppressed. can.
  • the plunger has a flat end face on the other side, and contacts the closing portion in a planar manner at the end face. According to such a configuration, by increasing the contact area, it is possible to disperse the load at the time of a collision, suppress deformation and damage caused by the collision, and suppress malfunctions of the slide type switching valve.
  • the plunger has a concave holding portion that opens toward the valve seat surface, and that the valve body is disposed and held within the holding portion. .
  • the valve body can be directly held by the plunger, and no special parts for holding it are required. Thereby, it is possible to suppress dimensional errors and relative position errors that may occur due to dedicated parts, and to suppress malfunctions of the slide type switching valve.
  • the slide type switching valve of the present invention includes a pipe portion connected to the valve chamber forming portion, and the valve chamber forming portion protrudes toward the outside of the valve chamber at a position facing the valve port.
  • a cylindrical protruding connection part inserted into the inside of the tube part.
  • the slide type switching valve of the present invention at least three of the valve ports are formed on the valve seat surface, and two of the at least three valve ports are used in a four-way switching valve provided in a refrigeration cycle system. It communicates with each of the spaces sandwiching the piston that moves the slide valve, and when the electromagnetic drive unit moves the plunger, high-pressure fluid is introduced into one of the spaces sandwiching the piston, and the slide valve is moved by a pressure difference. The valve may be moved. According to such a configuration, the four-way switching valve can be operated normally by suppressing the malfunction as described above.
  • the refrigeration cycle system of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant as a fluid, a first heat exchanger that functions as a condenser in a cooling mode, a second heat exchanger that functions as an evaporator in a cooling mode, and It is characterized by comprising an expansion means for expanding and reducing the pressure of the refrigerant between the first heat exchanger and the second heat exchanger, the above-mentioned slide type switching valve, and the above-mentioned four-way switching valve. . According to the refrigeration cycle system of the present invention, as described above, it is possible to suppress the malfunction of the slide type switching valve and to suppress the malfunction of the entire cycle.
  • the slide type switching valve of the present invention has a valve main body forming a valve chamber, a valve seat surface in which at least one valve port is formed, and a valve seat portion provided in the valve chamber, and
  • a slide type switching valve comprising: a valve body that opens and closes the valve port with respect to the valve chamber by sliding; and an electromagnetic drive unit that moves the valve body in a sliding direction along the valve seat surface.
  • the valve body has a cylindrical part that extends along the sliding direction and is provided with the valve seat, and the cylindrical part is located outside the valve chamber at a position facing the valve port. It has a protruding connection part that protrudes in a cylindrical shape and is connected to the pipe part by being inserted into the inside of the pipe part.
  • the contact area between the valve body and the pipe portion can be secured by the protruding connection portion, and the fixing strength can be improved when joining, for example, by brazing. At this time, there is no need to use a separate part to ensure the contact area, and an increase in the number of parts can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a refrigeration cycle provided with a slide type switching valve according to an embodiment that is an example of the present invention. It is a sectional view showing the slide type switching valve. It is a bottom view showing the valve seat part of the slide type switching valve.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the slide type switching valve.
  • the slide type switching valve 1 of this embodiment is provided, for example, in a refrigeration cycle 100.
  • the refrigeration cycle 100 is used in an air conditioner such as a room air conditioner, a package air conditioner, or a multi-purpose air conditioner.
  • An outdoor heat exchanger 103 as an exchanger
  • an indoor heat exchanger 104 as a second heat exchanger that functions as an evaporator in the cooling mode
  • a refrigerant between the outdoor heat exchanger 103 and the indoor heat exchanger 104.
  • expansion valve 105 as an expansion means for expanding and reducing the pressure of the refrigerant, a four-way switching valve 10, and a slide type switching valve 1 that is a pilot solenoid valve that switches and controls the flow path of the four-way switching valve 10. connected by piping.
  • the expansion means is not limited to the expansion valve 105, but may be a capillary.
  • a cooling cycle is configured in which the refrigerant flows in this order of the compressor 102 and the compressor 102.
  • the compressor 102, the four-way switching valve 10, the indoor heat exchanger 104, the expansion valve 105, the outdoor heat exchanger 103, the four-way switching valve 10, and the compressor 102 It constitutes a heating cycle in which refrigerant flows. This switching between the heating cycle and the cooling cycle is performed by the switching operation of the four-way switching valve 10 by the slide type switching valve 1.
  • the four-way switching valve 10 is well-known, and includes a cylindrical valve body 11, a slide valve 12 slidably provided inside the valve body, and a high-pressure side conduit (D) communicating with the discharge port of the compressor 102.
  • a low pressure side conduit (S joint) 14 that communicates with the suction port of the compressor 102, an indoor conduit (E joint) 15 that communicates with the indoor heat exchanger 104, and an outdoor heat exchanger 103. and an outdoor conduit (C joint) 16.
  • the valve body 11 has plugs 17 and 18 that close both ends in the axial direction, so that the entire valve body 11 is configured as a sealed cylinder, and spaces A11 and A12 that sandwich the piston 19 that moves the slide valve 12 from the axial direction are formed. It is formed.
  • the slide type switching valve 1 of this embodiment has the configuration of a four-way switching valve, and as shown in FIG. , joint members (pipe parts) 61 to 64, and the fluid flow path is switched by moving the valve body 4 along a predetermined sliding direction.
  • the sliding direction of the valve body 4 is referred to as the X direction
  • two directions perpendicular to the X direction and mutually orthogonal are referred to as the Y direction and the Z direction
  • up and down in the Z direction are based on FIG. 1.
  • the valve body 2 is a valve housing made of, for example, brass or stainless steel, and has a valve chamber 2R inside thereof.
  • the valve body 2 includes a cylindrical tube portion 21 extending along the X direction (with the X direction being the axial direction), and a disk-shaped closing portion 22 provided to close the tube portion 21. It has a cylindrical shape with a bottom, and the space inside this becomes the valve chamber 2R.
  • the cylindrical portion 21 and the closing portion 22 are integrally formed by, for example, deep drawing of a thin metal plate, and are configured as one piece.
  • the cylindrical portion 21 and the closing portion 22 of the valve body 2 serve as a valve chamber forming portion that forms the valve chamber 2R.
  • the open side (the right side in FIG. 2) of the cylindrical portion 21 is referred to as one side in the X direction
  • the side closed by the closed portion 22 (the left side in FIG. 2) is referred to as the other side in the X direction.
  • a mounting opening 211 is formed in the cylindrical portion 21 (i.e., the side surface of the valve body 2) on one side in the Z direction (lower side in FIG. 2), and protrudes on the other side in the Z direction (upper side in FIG. 2).
  • a connecting portion 212 is formed.
  • the protruding connection portion 212 has a port 212A and is connected to a joint member 61 as described later.
  • the valve seat portion 3 is constructed separately from the valve body 2, and is formed of a suitable metal such as stainless steel into a generally cylindrical shape extending in the Z direction.
  • the valve seat portion 3 is inserted into the attachment opening 211 and fixed by brazing, and the valve seat surface 31, which is the upper surface thereof, is disposed within the valve chamber 2R.
  • the valve seat portion 3 is formed with three valve ports 32A to 32C that are open on the valve seat surface 31 and mounting holes 33A to 33C that communicate with each of the valve ports 32A to 32C. has been done.
  • the valve seat surface 31 is a planar sliding surface extending along the XY plane.
  • the attachment holes 33A to 33C are through holes extending along the Z direction, and each of the joint members 62 to 64 is connected to the attachment holes 33A to 33C.
  • the valve ports 32A to 32C are arranged in a straight line along the X direction, whereas the mounting holes 33A to 33C are arranged in a triangular shape in the XY plane. Therefore, the mounting holes 33A to 33C are connected to the valve ports 32A to 32C while being slightly offset within the XY plane (particularly in the Y direction).
  • the valve seat portion 3 includes a main body portion 36 as a small diameter portion and a flange portion as a large diameter portion provided below the main body portion 36 (on the opposite side from the valve seat surface 31). 37.
  • the outer peripheral surfaces of the main body portion 36 and the flange portion 37 are both cylindrical.
  • the outer diameter of the main body portion 36 is smaller than the inner diameter of the mounting opening 211, and the outer diameter of the flange portion 37 is larger than the inner diameter of the mounting opening 211. Therefore, in the valve seat section 3, the main body section 36 is inserted into the mounting opening 211, and the upper surface of the flange section 37 comes into contact with the lower surface around the mounting opening 211, thereby restricting the insertion.
  • the valve body 4 is a slide valve made of, for example, synthetic resin, and is formed in a bowl shape (dome shape) with an opening facing the valve seat surface 31 side.
  • a communication space 4R is formed inside the valve body 4, and this communication space 4R may communicate between the central valve port 32B and the valve port 32A on one side and not communicate with the valve port 32C on the other side.
  • the central valve port 32B and the other side valve port 32C are communicated with each other, and the one side valve port 32A is not communicated with each other.
  • the electromagnetic drive unit 5 includes a plunger 51, an attractor 52, a coil, and a coil spring 53 as a biasing means, and slides the valve body 4 along the X direction.
  • the plunger 51 is formed of a magnetic material into a columnar shape that extends along the X direction as a whole, and integrally includes a cylindrical portion 511 and a protruding portion 512 that protrudes from the cylindrical portion 511 to the other side.
  • the plunger 51 is housed in the cylindrical portion 21 of the valve body 2, and the cylindrical portion 21 functions as a plunger accommodating portion. Therefore, the valve body 2 integrally includes a valve chamber forming part (cylindrical part 21 and closing part 22) and a plunger housing part (cylindrical part 21).
  • the outer diameter of the cylindrical portion 511 is equal to or slightly smaller than the inner diameter of the cylindrical portion 21, and the plunger 51 is guided by the cylindrical portion 21 in the X direction.
  • a recess 513 for accommodating the coil spring 53 is formed at one end of the cylindrical portion 511. Further, pressure equalizing holes 511A are formed in the columnar portion 511 so as to extend across both ends in the X direction, so that no pressure difference occurs in the space on both sides of the plunger 51 in the X direction.
  • the protruding portion 512 has a smaller outer diameter than the cylindrical portion 511 and is spaced apart from the inner circumferential surface of the cylindrical portion 21. As shown in FIG. 4, the protruding portion 512 is formed with a concave holding portion 514 that opens toward the valve seat surface 31, and the valve body 4 is directly held by being placed within the holding portion 514. ing. A coil spring 54 is provided between the valve body 4 and the holding portion 514 to bias the valve body 4 toward the valve seat surface 31 .
  • the protrusion 512 has a flat end surface 515 extending along the YZ plane on the other side in the X direction.
  • the attractor 52 is made of a magnetic material and has a cylindrical shape, and is provided so as to close an opening on one side in the X direction of the cylindrical portion 21 of the valve body 2. That is, the suction element 52 is arranged on one side of the plunger 51 in the X direction. One end of the attractor 52 is joined to the cylindrical portion 21 by, for example, welding.
  • the coil is provided outside the cylindrical portion 21 so as to correspond to the attractor 52 in the X direction, and is switched between an energized state and a non-energized state.
  • the coil spring 53 is provided between the plunger 51 and the attractor 52 by having one end in contact with the attractor 52 and the other end being accommodated in the recess 513. Thereby, the coil spring 53 urges the plunger 51 to the other side.
  • the electromagnetic drive unit 5 is configured to move the plunger 51 in the X direction by switching between the energized state and the de-energized state of the coil, thereby moving the valve body 4 connected to the plunger 51.
  • the joint member 64 connected to the mounting hole 33A on one side is connected to one space A11 of the four-way switching valve 10, and the joint member 63 connected to the central mounting hole 33B is connected to the low-pressure side conduit of the four-way switching valve 10. 14 and the other side mounting hole 33C is connected to the other space A12 of the four-way switching valve 10, and the coupling member 61 connected to the protruding connection part 212 is connected to the four-way switching valve 10. It is connected to the high pressure side conduit 13 of.
  • valve port 32A is closed to the valve chamber 2R, and the valve port 32A is opened to the valve chamber 2R.
  • the high-pressure fluid that has flowed into the valve chamber 2R from the port 212A passes through the valve port 32A and heads toward the space A11 of the four-way switching valve 10.
  • the valve port 32B is connected to the low pressure side conduit 14, and the space A12 connected to the valve port 32C has a low pressure. Therefore, the pressure in the space A11 is higher than that in the space A12, and this differential pressure causes the piston 19 of the four-way switching valve 10 and the slide valve 12 to move toward the space A11.
  • valve port 32B and the valve port 32A are blocked by the valve body 4 from the valve chamber 2R,
  • the valve port 32C is open to the valve chamber 2R.
  • the high-pressure fluid that has flowed into the valve chamber 2R from the port 212A passes through the valve port 32C and heads toward the space A12 of the four-way switching valve 10.
  • the valve port 32B is connected to the low pressure side conduit 14, and the space A11 connected to the valve port 32A has a low pressure. Therefore, the pressure in the space A12 is higher than that in the space A11, and this differential pressure causes the slide valve 12 and the piston 19 of the four-way switching valve 10 to move toward the space A12.
  • valve body 4 allows the valve port 32B and the valve port 32A to communicate with each other.
  • the valve seat portion 3 is attached to the valve body 2 by inserting the main body portion 36 into the attachment opening 211 as described above.
  • the valve seat 3 is inserted into the mounting opening 211 such that the other end 34 in the X direction of the outer peripheral surface of the main body 36 of the valve seat 3 contacts the inner peripheral surface 211A of the mounting opening 211. It is located in At this time, due to the dimensional difference between the inner diameter of the mounting opening 211 and the outer diameter of the main body 36, the other end 35 in the X direction of the outer circumferential surface of the main body 36 of the valve seat 3 and the inner circumferential surface 211A. , a gap 7 is formed between them.
  • the valve seat part 3 is fixed to the valve body 2 by, for example, brazing, and a brazing material 8 as a fixing material is provided in the gap part 7.
  • a brazing material 8 as a fixing material is provided in the gap part 7.
  • no or almost no brazing material 8 is provided between the end portion 34 and the inner circumferential surface 211A.
  • the protruding connection portion 212 is a burring-shaped portion that protrudes outward from the valve body 2, and a reduced diameter portion 212B whose diameter is reduced toward the inner circumference is formed at its tip.
  • the coupling member 61 is a capillary, and includes a tubular portion 611 whose inner diameter and outer diameter are approximately constant, and an enlarged diameter tip portion 612 whose inner diameter and outer diameter gradually increase from the tubular portion 611 toward the tip side. , and the protruding connection portion 212 is disposed inside the enlarged diameter tip portion 612.
  • a strainer 9 for removing foreign matter is arranged inside the enlarged diameter tip portion 612 and outside the protruding connection portion 212.
  • the outer diameter of the strainer 9 is smaller than the opening of the reduced diameter portion 212B, and the strainer 9 is restricted from entering into the valve chamber 2R. Further, the outer diameter of the strainer 9 is larger than the inner diameter of the tubular portion 611, so that the strainer 9 does not enter into the tubular portion 611. Note that the protruding connection portion 212 and the joint member 61 are fixed by, for example, brazing.
  • the plunger 51 comes into contact with the closing portion 22 and its movement is restricted, so that it is possible to have a configuration in which the plunger 51 does not collide with the valve seat portion 3, and the occurrence of damage to the valve seat portion 3 and its surroundings can be achieved. Damage can be suppressed.
  • the closing portion 22 is a necessary portion to form the valve chamber 2R, and there is no need to provide an additional stopper.
  • valve ports 32A to 32C can be easily opened and closed normally by the valve body 4, and problems can be suppressed.
  • valve seat part 3 has a main body part 36 and a flange part 37, and insertion is restricted by the flange part 37, the relative position of the valve main body 2 and the valve seat part 3 in the Z direction, which is the insertion direction. Errors can be suppressed. That is, in the insertion direction, an error in the position of the valve seat surface 31 within the valve chamber 2R can be suppressed, and the valve body 4 can be easily slid against the valve seat surface 31 normally.
  • the cylindrical portion 21 of the valve body 2 constitutes the valve chamber forming portion and the plunger accommodating portion, it is possible to suppress errors in relative position that may occur when these are constituted by separate members. . That is, it is possible to suppress errors in the relative positions of the plunger 51 and the attractor 52, and to make it easier to drive the plunger 51 normally by magnetic force.
  • defects in the slide type switching valve 1 can be suppressed by suppressing damage to the valve seat portion 3 and its surroundings while suppressing an increase in the number of parts and additional configurations.
  • the attraction force can be secured, and there is no need to increase the magnetic force to cope with the error. It is possible to suppress the increase in size.
  • the other end 34 of the valve seat 3 contacts the inner peripheral surface 211A of the mounting opening 211, and a gap 7 is formed between the one end 35 and the inner peripheral surface 211A.
  • the valve seat portion 3 can be fixed with the other end of the inner peripheral surface 211A of the mounting opening 211 in the X direction as a reference, and the valve seat portion 3 can be Errors in the relative position between the main body 2 and the valve seat portion 3 can be suppressed.
  • the plunger 51 contacts a part of the valve body 2, and an error in the relative position between the valve body 2 and the plunger 51 in the X direction is suppressed.
  • the error in the relative position between the plunger 51 and the valve seat portion 3 can be suppressed, the error in the relative position between the valve body 4 and the valve ports 32A to 32C can be suppressed, and the slide type switching valve 1 problems can be suppressed.
  • the flat end surface 515 on the other side of the plunger 51 contacts the closing portion 22 in a planar manner, increasing the contact area and dispersing the load at the time of a collision, suppressing deformation and damage due to the collision. Malfunctions of the slide type switching valve 1 can be suppressed.
  • the valve body 4 can be directly held by the plunger 51, and the valve body 4 can be held directly. No special parts are required. Thereby, dimensional errors and relative position errors that may occur due to dedicated parts can be suppressed, and defects in the slide type switching valve 1 can be suppressed.
  • the cylindrical portion 21 of the valve body 2 has a protruding connection portion 212 that protrudes toward the outside of the valve chamber 2R, and the protrusion connection portion 212 is inserted into the inside of the joint member 61.
  • a contact area between the valve body 2 and the joint member 61 can be secured, and the fixing strength can be improved. At this time, there is no need to use a separate part to ensure the contact area, and an increase in the number of parts can be suppressed.
  • the slide type switching valve 1 is used to switch the flow path of the four-way switching valve 10 in the refrigeration cycle 100, the malfunction of the slide type switching valve 1 is suppressed as described above, and the refrigeration cycle 100 is operated normally. You can make it easier to do so.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes other configurations that can achieve the object of the present invention, and the present invention also includes the following modifications.
  • the other end 34 of the valve seat 3 contacts the inner circumferential surface 211A of the mounting opening 211, and the gap 7 exists between the one end 35 and the inner circumferential surface 211A.
  • one end 35 may be in contact with the inner circumferential surface 211A, and a gap may be formed between the other end 34 and the inner circumferential surface 211A.
  • the above-mentioned gap does not need to be formed.
  • both one end and the other end of the valve seat portion may not contact the inner circumferential surface of the mounting opening, and a gap may be formed in both; For example, it is easy to form a continuous joint over the entire circumference, and it is easy to improve the joint strength.
  • the valve seat portion may be configured integrally with the valve body.
  • the flange portion 37 having a cylindrical outer peripheral surface is formed as the large diameter portion, but the outer diameter of the large diameter portion is partially larger than the inner diameter of the mounting opening.
  • the large diameter portion may be formed by a protrusion.
  • the valve seat portion may be positioned in the insertion direction by another method. For example, a mark such as a line may be placed on the outer circumferential surface of the valve seat portion, and the position may be determined using this mark.
  • the end surface 515 of the plunger 51 contacts the closing portion 22 in a planar manner, but the contact is not limited to this manner.
  • some unevenness may be formed on the other end surface of the plunger or on one side of the closing part, or a protrusion extending from the plunger toward the other side may contact the closing part, A protrusion extending from the closure toward one side may contact the plunger.
  • valve body 4 is arranged and held within the holding portion 514 of the plunger 51, but depending on the shape and dimensions of the valve body and the plunger, the valve body may be attached to other parts. It may also be configured to be connected to the plunger via the plunger.
  • the cylindrical portion 21 of the valve body 2 has the protruding connection portion 212, and the protrusion connection portion 212 is connected to the joint member 61.
  • the pipe portion may be directly connected, or the pipe portion may be connected to the valve body via a connecting part.
  • valve ports 32A to 32C are formed on the valve seat surface 31, two of which communicate with the valve body 4 (closed with respect to the valve chamber 2R), and the remaining one is a valve chamber.
  • the number of valve ports is not limited to three, and the manner in which the valve ports are opened and closed by the valve body is also not limited to this. That is, the valve body does not need to have the function of communicating the plurality of valve ports, and may have the function of simply opening and closing the valve ports.
  • the slide type switching valve 1 is used to switch the flow path of the four-way switching valve 10 in the refrigeration cycle 100, but the application of the slide type switching valve is not limited to this, and an appropriate device may be used. It may be used by incorporating it into a cycle.
  • SYMBOLS 1...Sliding type switching valve 2...Valve body, 21...Cylinder part (valve chamber forming part, plunger accommodating part), 211...Mounting opening, 211A...Inner peripheral surface, 212...Protruding connection part, 22...Closing part ( Valve chamber forming part), 2R... Valve chamber, 3... Valve seat, 31... Valve seat surface, 32A to 32C... Valve port, 34... End on the other side, 35... End on one side, 36... Main body.

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Abstract

不具合を抑制することができるスライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムを提供する。　スライド式切換弁（１）は、弁本体（２）と、弁座部（３）と、弁体（４）と、電磁駆動部（５）と、継手部材（６１～６４）と、を有する。プランジャ（５１）が閉塞部（２２）に当接して移動が規制されることで、弁座部（３）およびその周囲に生じる損傷を抑制することができ、追加的にストッパを設ける必要がない。弁本体（２）のうち筒部（２１）が弁室形成部とプランジャ収容部とを構成することで、これらが別体の部材によって構成される場合に生じ得る相対位置の誤差を抑制することができる。これにより、弁体（４）によって弁ポート（３２Ａ～３２Ｃ）を正常に開閉しやすく、不具合を抑制することができる。

Description

スライド式切換弁および冷凍サイクルシステム
　本発明は、スライド式切換弁および冷凍サイクルシステムに関する。
　一般に、ソレノイドコイルを有する電磁駆動部によって弁体を移動させることにより、弁座面に形成された弁ポートを開閉して流体の流路を切り換える切換弁が知られている。このような切換弁として、冷凍サイクルシステムにおいて四方切換弁を駆動するためのパイロット弁として構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された切換弁では、電磁駆動部において電磁コイルが通電されると、プランジャが吸引子に向かって移動し、通電が遮断されると、コイルばねの付勢力によってプランジャが吸引子から離れるように移動し、通電と非通電との切り換えによって流路が切り換えられるようになっている。
特開２０１５－４２８８２号公報
　上記のように通電が遮断された状態において弁体が正常にポートを開閉するためには、プランジャが吸引子から離れるように移動する際に、この移動を一定の位置で規制する必要がある。プランジャが弁座部材（弁ポートが形成された部材）に対して当接することで移動が規制される構成では、弁体と弁ポートとの相対位置を正確なものとしやすい一方で、衝突によって弁座部材に変形や摩耗が生じたり、弁座部材と弁本体（プランジャチューブ）との間の接合部に負荷が加わったりすると、動作に不具合が生じる可能性があるため、より強固な接合とする必要があった。
　一方、弁座部材以外にストッパを追加する場合、ストッパの取付位置や形成位置の誤差によって、弁体とポートとの相対位置に誤差が生じる可能性がある。即ち、部品点数や構成部分の増加によって精度が低下する可能性がある。弁体とポートとの相対位置に誤差が生じると、弁体が正常にポートを開閉することができず、動作に不具合が生じる可能性がある。このように、プランジャを弁座部材によって規制する場合および追加の部材によって規制する場合のいずれにおいても、切換弁の不具合を抑制することは困難であった。
　本発明の目的は、不具合を抑制することができるスライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムを提供することである。
　本発明のスライド式切換弁は、弁室を形成する弁本体と、少なくとも１つの弁ポートが形成された弁座面を有するとともに前記弁室内に設けられる弁座部と、前記弁座面に対して摺動することで前記弁ポートを弁室に対して開閉する弁体と、前記弁体を前記弁座面に沿ったスライド方向に移動させる電磁駆動部と、を備えたスライド式切換弁あって、前記電磁駆動部は、前記スライド方向に沿って延びるとともに前記弁体が接続されるプランジャと、前記プランジャに対して前記スライド方向の一方側に配置される吸引子と、前記吸引子を励磁するコイルと、前記プランジャを前記スライド方向の他方側に付勢する付勢手段と、を有し、通電状態となることで前記プランジャを前記一方側に移動させるように構成され、前記弁本体は、前記弁室を形成する弁室形成部と、前記プランジャを収容して前記スライド方向に案内するとともに前記吸引子が設けられるプランジャ収容部と、を一体に有し、前記プランジャは、前記電磁駆動部が非通電状態となった際に、前記弁室形成部において前記他方側から前記弁室を閉塞する閉塞部に対して当接することで、前記他方側への移動が規制されることを特徴とする。
　以上のような本発明によれば、プランジャが弁室形成部の閉塞部に当接して移動が規制されることで、弁座部に衝突しない構成とすることができ、弁座部およびその周囲に生じる損傷を抑制することができる。また、閉塞部は、弁室を形成するために必要な部分であり、追加的にストッパを設ける必要がない。例えばプランジャを他方側に延長することで閉塞部に当接させたり、閉塞部を厚く形成してプランジャに当接させたりすれば、ストッパを追加的に配置する場合と比較して、弁ポートと弁体との相対位置の誤差を低減することができる。これにより、弁体によって弁ポートを正常に開閉しやすく、不具合を抑制することができる。
　また、弁本体のうち弁室を形成する弁室形成部と、プランジャを収容するプランジャ収容部と、が一体であることで、これらが別体である場合に生じ得る相対位置の誤差を抑制することができる。即ち、プランジャと吸引子との相対位置の誤差を抑制し、磁力によってプランジャを正常に駆動させやすくすることができる。以上のように、部品点数および追加的な構成の増加を抑制しつつ、弁座部及びその周囲の損傷を抑制することにより、スライド式切換弁の不具合を抑制することができる。
　この際、本発明のスライド式切換弁では、前記弁室形成部は、筒状の部分における側面に取付開口部が形成され、前記弁座部は、前記弁本体とは別体に形成され、前記取付開口部の内径よりも外径が小さい小径部と、前記取付開口部の内径よりも外径が大きく且つ前記小径部に対して前記弁座面とは反対側に設けられる大径部と、を有し、前記小径部が前記取付開口部に挿通されるとともに前記大径部によって挿通が規制されることが好ましい。
　このような構成によれば、大径部によって弁座部の挿通が規制されることで、挿通方向における弁本体と弁座部との相対位置の誤差を抑制することができる。即ち、挿通方向において、弁室内における弁座面の位置の誤差を抑制し、弁座面に対して弁体を正常に摺動させやすくすることができる。
　また、本発明のスライド式切換弁では、前記弁室形成部は、筒状の部分における側面に取付開口部が形成され、前記弁座部は、前記弁本体とは別体に形成されるとともに前記取付開口部に挿通されることで前記弁本体に取り付けられ、前記弁座部における前記他方側の端部と前記一方側の端部とのうち一方が、前記取付開口部の内周面に接触し、他方が、前記内周面との間に間隙部を形成し、該間隙部に固定材が設けられていることが好ましい。
　このような構成によれば、取付開口部の内周面のうちスライド方向のいずれかの端部を基準として弁座部を固定することができ、スライド方向における弁本体と弁座部との相対位置の誤差を抑制することができる。上記のようにプランジャが弁本体の一部に当接し、スライド方向における弁本体とプランジャとの相対位置の誤差が抑制されている。従って、スライド方向において、プランジャと弁座部との相対位置の誤差を抑制することができ、弁体と弁ポートとの相対位置の誤差を抑制し、スライド式切換弁の不具合を抑制することができる。
　また、本発明のスライド式切換弁では、前記プランジャは、前記他方側に平坦な端面を有し、該端面において前記閉塞部に対して面状に接触することが好ましい。このような構成によれば、接触面積を大きくすることで衝突時の荷重を分散させ、衝突による変形や損傷を抑制し、スライド式切換弁の不具合を抑制することができる。
　また、本発明のスライド式切換弁では、前記プランジャは、前記弁座面側に開口した凹状の保持部を有し、前記弁体は、前記保持部内に配置されて保持されていることが好ましい。このような構成によれば、プランジャによって弁体を直接的に保持することができ、保持のための専用部品が必要ない。これにより、専用部品によって生じ得る寸法誤差や相対位置の誤差を抑制し、スライド式切換弁の不具合を抑制することができる。
　また、本発明のスライド式切換弁では、前記弁室形成部に接続される管部を備え、前記弁室形成部は、前記弁ポートと対向する位置に、前記弁室の外側に向かって突出するとともに前記管部の内側に挿通される筒状の突出接続部を有することが好ましい。このような構成によれば、突出接続部によって弁室形成部と管部との接触面積を確保することができ、例えばろう付けによって接合する際に、固定強度を向上させることができる。このとき、接触面積を確保するために別部品を用いる必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。
　また、本発明のスライド式切換弁では、前記弁座面には、少なくとも３つの前記弁ポートが形成され、前記少なくとも３つの弁ポートのうち２つは、冷凍サイクルシステムに設けられる四方切換弁においてスライド弁を移動させるピストンを挟む空間のそれぞれに連通し、前記電磁駆動部が前記プランジャを移動させることにより、前記ピストンを挟む空間の一方に高圧流体が導入されることで、差圧によって前記スライド弁を移動させてもよい。このような構成によれば、上記のように不具合を抑制することにより、四方切換弁を正常に作動させることができる。
　本発明の冷凍サイクルシステムは、流体である冷媒を圧縮する圧縮機と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段と、上記のスライド式切換弁と、前記四方切換弁と、を備えたことを特徴とする。本発明の冷凍サイクルシステムによれば、上記のようにスライド式切換弁の不具合を抑制し、サイクル全体の不具合を抑制することができる。
　本発明のスライド式切換弁は、弁室を形成する弁本体と、少なくとも１つの弁ポートが形成された弁座面を有するとともに前記弁室内に設けられる弁座部と、前記弁座面に対して摺動することで前記弁ポートを弁室に対して開閉する弁体と、前記弁体を前記弁座面に沿ったスライド方向に移動させる電磁駆動部と、を備えたスライド式切換弁あって、前記弁本体は、前記スライド方向に沿って延びるとともに前記弁座部が設けられる筒状部を有し、前記筒状部は、前記弁ポートに対向する位置に、前記弁室の外側に向かって筒状に突出するとともに管部の内側に挿通されることで当該管部に接続される突出接続部を有する。
　以上のような本発明によれば、突出接続部によって弁本体と管部との接触面積を確保することができ、例えばろう付けによって接合する際に、固定強度を向上させることができる。このとき、接触面積を確保するために別部品を用いる必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。
　本発明のスライド式切換弁及び冷凍サイクルシステムによれば、不具合を抑制することができる。
本発明の一例である実施形態にかかるスライド式切換弁が設けられた冷凍サイクルの概略構成図である。 前記スライド式切換弁を示す断面図である。 前記スライド式切換弁の弁座部を示す底面図である。 前記スライド式切換弁の要部を拡大して示す断面図である。
　本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態のスライド式切換弁１は、例えば冷凍サイクル１００に設けられるものである。冷凍サイクル１００は、ルームエアコン、パッケージエアコン、マルチエアコン等の空気調和機に利用されるものであって、流体としての冷媒を圧縮する圧縮機１０２と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器としての室外熱交換器１０３と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器としての室内熱交換器１０４と、室外熱交換器１０３と室内熱交換器１０４との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段としての膨張弁１０５と、四方切換弁１０と、四方切換弁１０の流路を切換え制御するパイロット電磁弁であるスライド式切換弁１と、を備え、これらが冷媒配管によって連結されている。なお、膨張手段としては、膨張弁１０５に限らず、キャピラリでもよい。
　この冷凍サイクル１００は、図１に実線矢印で示す冷却モード（冷房運転）において、圧縮機１０２、四方切換弁１０、室外熱交換器１０３、膨張弁１０５、室内熱交換器１０４、四方切換弁１０及び圧縮機１０２の順に冷媒が流れる冷房サイクルを構成する。一方、破線矢印で示す加温モード（暖房運転）において、圧縮機１０２、四方切換弁１０、室内熱交換器１０４、膨張弁１０５、室外熱交換器１０３、四方切換弁１０及び圧縮機１０２の順に冷媒が流れる暖房サイクルを構成する。この暖房サイクルと冷房サイクルとの切換えは、スライド式切換弁１による四方切換弁１０の切換え動作によって行われる。
　四方切換弁１０は、周知のものであり、円筒状の弁本体１１と、弁本体の内部にスライド自在に設けられたスライド弁１２と、圧縮機１０２の吐出口に連通する高圧側導管（Ｄ継手）１３と、圧縮機１０２の吸込口に連通する低圧側導管（Ｓ継手）１４と、室内熱交換器１０４に連通する室内側導管（Ｅ継手）１５と、室外熱交換器１０３に連通する室外側導管（Ｃ継手）１６と、を備えて構成されている。弁本体１１は、その軸方向両端部を塞ぐ栓体１７，１８を有することにより、全体に密封されたシリンダーとして構成され、スライド弁１２を移動させるピストン１９を軸方向から挟む空間Ａ１１，Ａ１２が形成されている。
　本実施形態のスライド式切換弁１は、四方切換弁の構成を有するものであり、図２に示すように、弁本体２と、弁座部３と、弁体４と、電磁駆動部５と、継手部材（管部）６１～６４と、を有し、弁体４が所定のスライド方向に沿って移動することで流体の流路が切り換えられるものである。以下では、弁体４のスライド方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交するとともに互いに直交する２方向をＹ方向及びＺ方向とし、Ｚ方向における上下は図１を基準とする。
　弁本体２は、例えば黄銅やステンレス等により形成された弁ハウジングであって、その内側に弁室２Ｒを有している。弁本体２は、Ｘ方向に沿って延びる（Ｘ方向を軸方向とする）円筒状の筒部２１と、筒部２１を閉塞するように設けられる円板状の閉塞部２２と、を有して有底筒状となっており、この内側の空間が弁室２Ｒとなる。筒部２１と閉塞部２２とは、例えば金属薄板の深絞り加工等によって、一体成形されたものであり、一部品として構成されている。弁本体２のうち筒部２１と閉塞部２２とが、弁室２Ｒを形成する弁室形成部となる。筒部２１のうち開放された側（図２における右側）をＸ方向の一方側とし、閉塞部２２によって閉塞された側（図２における左側）をＸ方向の他方側とし、以下ではこれらを単に一方側及び他方側と呼ぶことがある。
　筒部２１（即ち弁本体２の側面部）には、Ｚ方向の一方側（図２いおける下側）に取付開口部２１１が形成され、Ｚ方向の他方側（図２における上側）に突出接続部２１２が形成されている。突出接続部２１２は、ポート２１２Ａを有するとともに、後述するように継手部材６１が接続される。
　弁座部３は、弁本体２とは別体に構成されたものであって、ステンレス等の適宜な金属によってＺ方向に延びる全体円柱状に形成されている。弁座部３は、取付開口部２１１に挿通されるとともにろう付けによって固定され、その上面である弁座面３１が弁室２Ｒ内に配置される。弁座部３には、図３にも示すように、弁座面３１において開口した３つの弁ポート３２Ａ～３２Ｃと、弁ポート３２Ａ～３２Ｃのそれぞれに連通する取付孔３３Ａ～３３Ｃと、が形成されている。弁座面３１は、ＸＹ平面に沿って延びる平面状の摺接面である。
　取付孔３３Ａ～３３Ｃは、それぞれＺ方向に沿って延びる貫通孔であって、継手部材６２～６４のそれぞれが接続される。弁ポート３２Ａ～３２ＣがＸ方向に沿って直線状に並んでいるのに対し、取付孔３３Ａ～３３Ｃは、ＸＹ平面において三角形状に配置されている。従って、取付孔３３Ａ～３３Ｃは、弁ポート３２Ａ～３２Ｃに対してＸＹ平面内で（特にＹ方向に）若干オフセットしつつ接続されている。
　弁座部３は、図４に示すように、小径部としての本体部３６と、本体部３６に対して下側（弁座面３１とは反対側）に設けられる大径部としてのフランジ部３７と、を有する。本体部３６及びフランジ部３７の外周面は、いずれも円筒状となっている。本体部３６の外径は、取付開口部２１１の内径よりも小さく、フランジ部３７の外径は、取付開口部２１１の内径よりも大きい。従って、弁座部３は、本体部３６が取付開口部２１１に挿通され、フランジ部３７の上面が取付開口部２１１周囲の下面に当接することによって挿通が規制される。
　弁体４は、例えば合成樹脂によって構成されたスライド弁であって、弁座面３１側を向いて開口した椀状（ドーム状）に形成されている。弁体４の内部には連通空間４Ｒが形成されており、この連通空間４Ｒは、中央の弁ポート３２Ｂと一方側の弁ポート３２Ａとを連通させて他方側の弁ポート３２Ｃを連通させないか、又は、中央の弁ポート３２Ｂと他方側の弁ポート３２Ｃとを連通させて一方側の弁ポート３２Ａを連通させないようになっている。
　電磁駆動部５は、プランジャ５１と、吸引子５２と、コイルと、付勢手段としてのコイルばね５３と、を有し、弁体４をＸ方向に沿ってスライド移動させるものである。
　プランジャ５１は、磁性体によって全体としてＸ方向に沿って延びる柱状に形成され、円柱部５１１と、円柱部５１１から他方側に突出した突出部５１２と、を一体に有する。プランジャ５１は、弁本体２の筒部２１に収容されており、筒部２１がプランジャ収容部として機能する。従って、弁本体２は、弁室形成部（筒部２１及び閉塞部２２）とプランジャ収容部（筒部２１）とを一体に有する。円柱部５１１の外径は、筒部２１の内径と同等又は若干小さく、プランジャ５１が筒部２１によってＸ方向に案内される。
　円柱部５１１の一方側の端部には、コイルばね５３を収容するための凹部５１３が形成されている。また、円柱部５１１には、Ｘ方向の両端部に亘る均圧孔５１１Ａが形成されており、プランジャ５１のＸ方向の両側の空間に圧力差が生じないようになっている。
　突出部５１２は、円柱部５１１よりも外径が小さく、筒部２１の内周面から離隔している。突出部５１２には、図４にも示すように、弁座面３１側に開口した凹状の保持部５１４が形成され、弁体４が保持部５１４内に配置されることで直接的に保持されている。弁体４と保持部５１４との間には、弁体４を弁座面３１に向けて付勢するコイルばね５４が設けられている。突出部５１２は、Ｘ方向の他方側に、ＹＺ平面に沿って延びる平坦な端面５１５を有する。
　吸引子５２は、磁性体によって円柱状に形成され、弁本体２の筒部２１におけるＸ方向の一方側の開口を塞ぐように設けられる。即ち、吸引子５２は、プランジャ５１に対してＸ方向の一方側に配置されている。吸引子５２は、一方側の端部が例えば溶接によって筒部２１に接合される。コイルは、Ｘ方向において吸引子５２に対応するように筒部２１の外側に設けられ、通電状態と非通電状態とが切り換えられる。これにより、コイルが通電状態となると吸引子５２が励磁され、磁性体であるプランジャ５１が吸引子５２に吸引され、コイルばね５３の後述する付勢力に逆らって一方側に移動するようになっている。
　コイルばね５３は、一端側が吸引子５２に接触し、他端側が凹部５１３に収容されることで、プランジャ５１と吸引子５２との間に設けられる。これにより、コイルばね５３はプランジャ５１を他方側に付勢する。コイルが非通電状態となると、吸引子５２による吸引力が生じなくなり、プランジャ５１はコイルばね５３の付勢力によって他方側に移動する。このように、電磁駆動部５は、コイルの通電状態と非通電状態との切り換えによってプランジャ５１をＸ方向に移動させ、プランジャ５１に接続された弁体４を移動させるように構成されている。
　一方側の取付孔３３Ａに接続される継手部材６４は、四方切換弁１０の一方の空間Ａ１１に接続され、中央の取付孔３３Ｂに接続される継手部材６３は、四方切換弁１０の低圧側導管１４に接続され、他方側の取付孔３３Ｃに接続される継手部材６２は、四方切換弁１０の他方の空間Ａ１２に接続され、突出接続部２１２に接続される継手部材６１は、四方切換弁１０の高圧側導管１３に接続される。
　図２に示すように弁体４がＸ方向他方側に位置して弁ポート３２Ｂと弁ポート３２Ｃとが連通している場合には、弁ポート３２Ｂ及び弁ポート３２Ｃが弁体４によって弁室２Ｒに対して閉塞され、弁ポート３２Ａが弁室２Ｒに対して開放されている。このとき、ポート２１２Ａから弁室２Ｒに流入した高圧の流体は、弁ポート３２Ａを通過して四方切換弁１０の空間Ａ１１に向かう。弁ポート３２Ｂは低圧側導管１４に接続されており、弁ポート３２Ｃに接続された空間Ａ１２は低圧となる。従って、空間Ａ１１の方が空間Ａ１２よりも高圧となり、この差圧によって四方切換弁１０のピストン１９及びスライド弁１２が空間Ａ１１側に向かって移動する。
　弁体４がＸ方向一方側に位置して弁ポート３２Ｂと弁ポート３２Ａとが連通している場合には、弁ポート３２Ｂ及び弁ポート３２Ａが弁体４によって弁室２Ｒに対して閉塞され、弁ポート３２Ｃが弁室２Ｒに対して開放されている。このとき、ポート２１２Ａから弁室２Ｒに流入した高圧の流体は、弁ポート３２Ｃを通過して四方切換弁１０の空間Ａ１２に向かう。弁ポート３２Ｂは低圧側導管１４に接続されており、弁ポート３２Ａに接続された空間Ａ１１は低圧となる。従って、空間Ａ１２の方が空間Ａ１１よりも高圧となり、この差圧によって四方切換弁１０のスライド弁１２及びピストン１９が空間Ａ１２側に向かって移動する。
　ここで、スライド式切換弁１の要部について説明する。プランジャ５１は、上記のように電磁駆動部５のコイルが非通電状態となってＸ方向他方側に移動する際、端面５１５が閉塞部２２に対して当接することで、他方側への移動が規制される。このとき、端面５１５及び閉塞部２２のうちＸ方向一方側を向いた面は平坦に形成されており、これらは面状に接触する。このようにプランジャ５１が閉塞部２２に当接した状態において、弁体４によって弁ポート３２Ｂと弁ポート３２Ｃとが連通するようになっている。
　尚、電磁駆動部５のコイルが通電状態となってプランジャ５１がＸ方向一方側に移動する際、プランジャ５１の一方側の端面が吸引子５２に当接することで移動が規制されればよい。このとき、弁体４によって弁ポート３２Ｂと弁ポート３２Ａとが連通するようになっている。
　図４に示すように、弁座部３は、上記のように本体部３６が取付開口部２１１に挿通されることで弁本体２に取り付けられる。弁座部３の本体部３６における外周面のうちＸ方向他方側の端部３４が、取付開口部２１１の内周面２１１Ａに対して接触するように、弁座部３が取付開口部２１１内に配置されている。このとき、取付開口部２１１の内径と本体部３６の外径との寸法差により、弁座部３の本体部３６における外周面のうちＸ方向他方側の端部３５と、内周面２１１Ａと、の間に間隙部７が形成されている。弁座部３は例えばろう付けによって弁本体２に固定されており、固定材としてのろう材８が間隙部７に設けられている。これに対し、端部３４と内周面２１１Ａとの間には、ろう材８は設けられていないか又はほとんど設けられていない。
　突出接続部２１２は、弁本体２から外側に向かって突出したバーリング状の部位であり、その先端部には、内周側に向かうことで縮径された縮径部２１２Ｂが形成されている。継手部材６１は、キャピラリであって、内径及び外径が略一定の管状部６１１と、管状部６１１から先端側に向かうにしたがって内径及び外径が徐々に拡径された拡径先端部６１２と、を有し、拡径先端部６１２の内側に突出接続部２１２が配置される。拡径先端部６１２の内側かつ突出接続部２１２の外側には、異物除去用のストレーナ９が配置されている。このとき、ストレーナ９の外径は縮径部２１２Ｂの開口よりも小さく、ストレーナ９が弁室２Ｒ内に入り込むことが規制されている。また、ストレーナ９の外径は管状部６１１の内径よりも大きく、管状部６１１内に入り込まないようになっている。尚、突出接続部２１２と継手部材６１とは、例えばろう付けによって固定されている。
　以上の本実施形態によれば、プランジャ５１が閉塞部２２に当接して移動が規制されることで、弁座部３に衝突しない構成とすることができ、弁座部３およびその周囲に生じる損傷を抑制することができる。また、閉塞部２２は、弁室２Ｒを形成するために必要な部分であり、追加的にストッパを設ける必要がない。例えばプランジャ５１を他方側に延長することで閉塞部２２に当接させたり、閉塞部２２を厚く形成してプランジャ５１に当接させたりすれば、ストッパを追加的に配置する場合と比較して、弁ポート３２Ａ～３２Ｃと弁体４との相対位置の誤差を低減することができる。これにより、弁体４によって弁ポート３２Ａ～３２Ｃを正常に開閉しやすく、不具合を抑制することができる。
　また、弁座部３が本体部３６とフランジ部３７とを有し、フランジ部３７によって挿通が規制されることで、挿通方向であるＺ方向における弁本体２と弁座部３との相対位置の誤差を抑制することができる。即ち、挿通方向において、弁室２Ｒ内における弁座面３１の位置の誤差を抑制し、弁座面３１に対して弁体４を正常に摺動させやすくすることができる。
　また、弁本体２のうち筒部２１が弁室形成部とプランジャ収容部とを構成することで、これらが別体の部材によって構成される場合に生じ得る相対位置の誤差を抑制することができる。即ち、プランジャ５１と吸引子５２との相対位置の誤差を抑制し、磁力によってプランジャ５１を正常に駆動させやすくすることができる。以上のように、部品点数および追加的な構成の増加を抑制しつつ、弁座部３及びその周囲の損傷を抑制することにより、スライド式切換弁１の不具合を抑制することができる。また、プランジャ５１と吸引子５２との相対位置の誤差を抑制することで、吸引力を確保することができ、誤差に対応するために磁力を大きくする必要がないため、スライド式切換弁１の大型化を抑制することができる。
　また、弁座部３の他方側の端部３４が取付開口部２１１の内周面２１１Ａに接触し、一方側の端部３５と内周面２１１Ａとの間に間隙部７が形成され、間隙部７にろう材８が設けられていることで、取付開口部２１１の内周面２１１ＡのうちＸ方向他方側の端部を基準として弁座部３を固定することができ、Ｘ方向における弁本体２と弁座部３との相対位置の誤差を抑制することができる。上記のようにプランジャ５１が弁本体２の一部に当接し、Ｘ方向における弁本体２とプランジャ５１との相対位置の誤差が抑制されている。従って、Ｘ方向において、プランジャ５１と弁座部３との相対位置の誤差を抑制することができ、弁体４と弁ポート３２Ａ～３２Ｃとの相対位置の誤差を抑制し、スライド式切換弁１の不具合を抑制することができる。
　また、プランジャ５１の他方側の平坦な端面５１５が閉塞部２２に対して面状に接触することで、接触面積を大きくして衝突時の荷重を分散させ、衝突による変形や損傷を抑制し、スライド式切換弁１の不具合を抑制することができる。
　また、プランジャ５１が凹状の保持部５１４を有し、弁体４が保持部５１４内に配置されて保持されていることで、プランジャ５１によって弁体４を直接的に保持することができ、保持のための専用部品が必要ない。これにより、専用部品によって生じ得る寸法誤差や相対位置の誤差を抑制し、スライド式切換弁１の不具合を抑制することができる。
　また、弁本体２の筒部２１が弁室２Ｒの外側に向かって突出する突出接続部２１２を有し、突出接続部２１２が継手部材６１の内側に挿通されることで、突出接続部２１２によって弁本体２と継手部材６１との接触面積を確保することができ、固定強度を向上させることができる。このとき、接触面積を確保するために別部品を用いる必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。
　また、スライド式切換弁１が、冷凍サイクル１００における四方切換弁１０の流路の切り換えに用いられることで、上記のようにスライド式切換弁１の不具合を抑制し、冷凍サイクル１００を正常に作動させやすくすることができる。
　なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的が達成できる他の構成等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。例えば、前記実施形態では、弁座部３の他方側の端部３４が取付開口部２１１の内周面２１１Ａに接触し、一方側の端部３５と内周面２１１Ａとの間に間隙部７が形成されるものとしたが、一方側の端部３５が内周面２１１Ａに接触し、他方側の端部３４と内周面２１１Ａとの間に間隙部が形成されてもよい。また、弁座部の外径と取付開口部の内径との寸法差が充分に小さい場合には、上記のような間隙部は形成されなくてもよい。また、弁座部の一方側の端部及び他方側の端部の両方が取付開口部の内周面に接触せず、両方に間隙部が形成されていてもよく、このような構成によれば、全周に亘って連続した接合部を形成しやすく、接合強度を向上させやすい。また、弁座部は弁本体と一体的に構成されていてもよい。
　また、前記実施形態では、大径部として外周面円筒状のフランジ部３７が形成されているものとしたが、大径部の外径が、取付開口部の内径に対して部分的に大きくなっていてもよく、例えば、突起によって大径部が形成されていてもよい。また、他の方法によって挿通方向において弁座部が位置決めされてもよく、例えば弁座部の外周面に線などの印を付しておき、この印を用いて位置決めしてもよい。
　また、前記実施形態では、プランジャ５１の端面５１５が閉塞部２２に対して面状に接触するものとしたが、このような接触の態様に限定されない。例えば、プランジャの他方側の端面や閉塞部の一方側の面に多少の凹凸が形成されていてもよいし、プランジャから他方側に向かって延びる突起部が閉塞部に接触してもよいし、閉塞部から一方側に向かって延びる突起部がプランジャに接触してもよい。このように突起部を設ける場合、突起部の寸法を管理すればよく、ストッパを追加的に配置する場合と比較して、弁ポートと弁体との相対位置の誤差を低減しやすい。
　また、前記実施形態では、弁体４がプランジャ５１の保持部５１４内に配置されて保持されるものとしたが、弁体及びプランジャの形状や寸法等に応じて、弁体が他の部品を介してプランジャに接続される構成としてもよい。
　また、前記実施形態では、弁本体２の筒部２１が突出接続部２１２を有し、突出接続部２１２が継手部材６１に接続されるものとしたが、弁本体の曲面状の側面に対して管部が直接的に接続されてもよいし、接続用の部品を介して管部が弁本体に接続されてもよい。
　また、前記実施形態では、弁座面３１に３つの弁ポート３２Ａ～３２Ｃが形成され、これらのうち２つが弁体４によって連通し（弁室２Ｒに対して閉塞され）、残り１つが弁室２Ｒに対して開放されるものとしたが、弁ポートの数は３に限定されず、弁体による弁ポートの開閉態様もこれに限定されない。即ち、弁体は、複数の弁ポートを連通させる機能を有していなくてもよく、単に弁ポートを開閉するだけの機能を有していてもよい。
　また、前記実施形態では、スライド式切換弁１が冷凍サイクル１００における四方切換弁１０の流路の切り換えに用いられるものとしたが、スライド式切換弁の用途はこれに限定されず、適宜な装置やサイクルに組み込まれて使用されればよい。
　以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。
１…スライド式切換弁、２…弁本体、２１…筒部（弁室形成部、プランジャ収容部）、２１１…取付開口部、２１１Ａ…内周面、２１２…突出接続部、２２…閉塞部（弁室形成部）、２Ｒ…弁室、３…弁座部、３１…弁座面、３２Ａ～３２Ｃ…弁ポート、３４…他方側の端部、３５…一方側の端部、３６…本体部（小径部）、３７…フランジ部（大径部）、４…弁体、５…電磁駆動部、５１…プランジャ、５１４…保持部、５１５…端面、５２…吸引子、５３…コイルばね（付勢手段）、６１…継手部材（管部）、７…間隙部、８…ろう材（固定材）、１０…四方切換弁、１２…スライド弁、１９…ピストン、Ａ１１，Ａ１２…空間、１００…冷凍サイクル、１０２…圧縮機、１０３…室外熱交換器（第一熱交換器）、１０４…室内熱交換器（第二熱交換器）、１０５…膨張弁（膨張手段）

Claims (8)

  1. 　弁室を形成する弁本体と、少なくとも１つの弁ポートが形成された弁座面を有するとともに前記弁室内に設けられる弁座部と、前記弁座面に対して摺動することで前記弁ポートを弁室に対して開閉する弁体と、前記弁体を前記弁座面に沿ったスライド方向に移動させる電磁駆動部と、を備えたスライド式切換弁あって、
    　前記電磁駆動部は、前記スライド方向に沿って延びるとともに前記弁体が接続されるプランジャと、前記プランジャに対して前記スライド方向の一方側に配置される吸引子と、前記吸引子を励磁するコイルと、前記プランジャを前記スライド方向の他方側に付勢する付勢手段と、を有し、通電状態となることで前記プランジャを前記一方側に移動させるように構成され、
    　前記弁本体は、前記弁室を形成する弁室形成部と、前記プランジャを収容して前記スライド方向に案内するとともに前記吸引子が設けられるプランジャ収容部と、を一体に有し、
    　前記プランジャは、前記電磁駆動部が非通電状態となった際に、前記弁室形成部において前記他方側から前記弁室を閉塞する閉塞部に対して当接することで、前記他方側への移動が規制されることを特徴とするスライド式切換弁。
  2. 　前記弁室形成部は、筒状の部分における側面に取付開口部が形成され、
    　前記弁座部は、前記弁本体とは別体に形成され、前記取付開口部の内径よりも外径が小さい小径部と、前記取付開口部の内径よりも外径が大きく且つ前記小径部に対して前記弁座面とは反対側に設けられる大径部と、を有し、前記小径部が前記取付開口部に挿通されるとともに前記大径部によって挿通が規制されることを特徴とする請求項１に記載のスライド式切換弁。
  3. 　前記弁室形成部は、筒状の部分における側面に取付開口部が形成され、
    　前記弁座部は、前記弁本体とは別体に形成されるとともに前記取付開口部に挿通されることで前記弁本体に取り付けられ、
    　前記弁座部における前記他方側の端部と前記一方側の端部とのうち一方が、前記取付開口部の内周面に接触し、他方が、前記内周面との間に間隙部を形成し、該間隙部に固定材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスライド式切換弁。
  4. 　前記プランジャは、前記他方側に平坦な端面を有し、該端面において前記閉塞部に対して面状に接触することを特徴とする請求項１又は２に記載のスライド式切換弁。
  5. 　前記プランジャは、前記弁座面側に開口した凹状の保持部を有し、
    　前記弁体は、前記保持部内に配置されて保持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスライド式切換弁。
  6. 　前記弁室形成部に接続される管部を備え、
    　前記弁室形成部は、前記弁ポートと対向する位置に、前記弁室の外側に向かって突出するとともに前記管部の内側に挿通される筒状の突出接続部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスライド式切換弁。
  7. 　前記弁座面には、少なくとも３つの前記弁ポートが形成され、
    　前記少なくとも３つの弁ポートのうち２つは、冷凍サイクルシステムに設けられる四方切換弁においてスライド弁を移動させるピストンを挟む空間のそれぞれに連通し、
    　前記電磁駆動部が前記プランジャを移動させることにより、前記ピストンを挟む空間の一方に高圧流体が導入されることで、差圧によって前記スライド弁を移動させることを特徴とする請求項１又は２に記載のスライド式切換弁。
  8. 　流体である冷媒を圧縮する圧縮機と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段と、請求項７に記載のスライド式切換弁と、前記四方切換弁と、を備えたことを特徴とする冷凍サイクルシステム。
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JP2015048871A (ja) * 2013-08-30 2015-03-16 株式会社鷺宮製作所 流路切換弁
JP2016136068A (ja) * 2016-04-13 2016-07-28 株式会社鷺宮製作所 切換弁

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