説明

流路切換弁用の弁体

【課題】ドーム部11の内側の椀状凹部11a内に開口部11bを横断して補強ピン13を配設し、ドーム部11の外側を高圧、椀状凹部11a内を低圧とする流路切換弁用の弁体10において、補強ピン13の端部を支持する段部11c(補強部材支持部)で応力集中が発生しても弁体10の両端が浮きやすくなるのを防止する。弁漏れの減少、ならびに弁体の摺動による生じる、弁体と弁座の双方の局部的な磨耗を低減する。
【解決手段】摺動部12の上面12bに、その4箇所に「応力均一化形状部」としての凹形状部1を形成する。2つの凹形状部1,1は軸L2の両側においてそれぞれ組を成し、各組の凹形状部1,1は、段部11c(補強部材支持部)に対して補強ピン13と直交する方向の対称な位置に形成する。凹形状部1で応力を集中させて弁体10の全体での応力を略均一化する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気調和機等の冷凍サイクルに用いられる流路切換弁(四方切換弁等)に内蔵される流路切換弁用の弁体に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、冷房運転と暖房運転を切り換える空気調和機等の冷凍サイクルでは、圧縮機と、凝縮器又は蒸発器として用いられる二つの熱交換器と、これら圧縮機と二つの熱交換器との間の冷媒の流れる流路を切り換える流路切換弁(四方切換弁)が用いられる。
【0003】
この種の流路切換弁として、例えば特開2001−304438号公報(特許文献1)及び特開2009−287707号公報(特許文献2)に開示されたものがある。この流路切換弁は、冷凍サイクルの高圧側配管に連通される弁室内で弁座に対して弁体の椀状凹部を対向させ、弁体を移動して、椀状凹部により弁座の低圧ポートと一方の切換ポートとを連通し、他方の切換ポートを弁室を介して高圧側配管に連通して、冷媒の流れを切り換えるものである。
【0004】
また、上記特許文献1及び2に記載の弁体は、弁体の外側の高圧冷媒と弁体の内側の低圧冷媒との圧力差による荷重が作用して弁体が変形するのを防止するために、弁体の内側に補強用棒部材(33)や補強用部材(1f)を設けるようにしている。そして、特許文献1には、例えば補強用棒部材(33)を取り付ける取付部(51)を弁本体の他の部分より肉厚にしたものが開示されている。また、特許文献2には、補強用部材(1f)のワッシャ(1e)を弁本体の内壁の段部(1c)に嵌合させるものが開示されている。
【0005】
図7は補強用部材として支持ピンを用いた従来の弁体の一例を示す図であり、図7(a)は平面図、図7(b) は側面図、図7(c)は底面図である。この弁体は合成樹脂を射出成形して形成されたものであり、ドーム部11と摺動部12とを有している。ドーム部11の内側には椀状凹部11aが形成され、摺動部12の上面12aは図示しない弁座に摺接される。椀状凹部11a内には、この椀状凹部11aの開口部11bを横断するように補強ピン13が差し渡されている。すなわち、椀状凹部11aの内面にはピン支持部としての段部11cが形成されており、補強ピン13のワッシャ13aは段部11cに嵌め込まれている。
【0006】
この従来の弁体は、前記特許文献1及び2と同様に流路切換弁(四方切換弁)に用いられ、高圧側配管が連通された弁室内の弁座に対向配置される。そして、椀状凹部11aにより低圧ポートと一方の切換ポートとを連通し、高圧側配管と他方の切換ポートとを弁室を介して連通する。このとき、弁室内すなわちドーム部11の外側の高圧冷媒と、椀状凹部11aの内側の低圧冷媒との圧力差が、ドーム部11に作用するが、補強ピン13によりドーム部11と摺動部12の短手方向(図7(a) ,(c) における上下方向)への変形が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2001−304438号公報
【特許文献1】特開2009−287707号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
前記特許文献1における弁体では、補強用棒部材を取り付ける取付部が他の部分より肉厚になっている。また、前記特許文献2のものでは、補強用部材のワッシャが嵌合する部分が段部となっている。すなわち、弁本体の補強用棒部材あるいは補強用部材(以下、「支持ピン」という。)の端部を支持する部分(以下、「ピン支持部」という。)が、他の部分と異なる形状(肉厚あるいは肉薄)となっている。このため、弁体の外側の高圧冷媒と弁体の内側の低圧冷媒との圧力差による荷重が弁体に作用すると、ピン支持部に応力が集中する。
【0009】
ここで、弁体の外側の高圧冷媒と弁体の内側の低圧冷媒との圧力差により、弁体を弁座に押圧する押圧力が作用したときに、弁体が弁座と接触する面に生ずる応力(以下、弁体座面応力という)の応力分布の状態の略図を図8に示す。弁体の段部11c(ピン支持部)の部分に応力が集中する為、これにより、弁体が弁座に摺接する弁体座面も微少な変形を起こし、弁体座面応力は図8(a)の矢印で示すように、中央の段部11cの部分で大きくなり、端部に向かうにしたがって小さくなる。又、図8(b)は弁体座面の応力解析による応力分布を図示した平面図であり、[5]部はピン支持部での弁座面応力が最大となっている部分である。又、Xは所定の弁体座面応力の範囲を表した箇所であり、比較的狭い範囲となっている。このため、弁体の両端部が弁座から浮きやすくなり、弁漏れが起きやすくなる。また、この弁体座面応力が弁体の段部11cの部分で大きくなっているため、弁体の摺動により、弁体の段部11cの近傍および弁体の段部11c近傍が摺動する弁座部が局部的に磨耗し、流路切換弁自体の耐久性が低下するという問題もある。
【0010】
本発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたものであり、流路切換弁用の弁体の外側の高圧冷媒と内側の低圧冷媒との圧力差により弁体が弁座を押圧する応力を均一化し、弁漏れを減少させるとともに弁体と弁座の局部的な磨耗を低減して流路切換弁の耐久性を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
請求項1の流路切換弁用の弁体は、冷凍サイクルの高圧側配管に連通される弁室内に、低圧ポートと2つの切換ポートが形成された弁座と、椀状凹部を有する弁体とを配設し、前記弁座の低圧ポートと切換ポートに対して前記弁体の前記椀状凹部を対向させ、前記弁体を移動して前記弁体の前記椀状凹部により前記2つの切換ポートに対する前記低圧ポートの導通先を切り換えるようにした流路切換弁用の前記弁体であって、前記弁体の前記椀状凹部内にこの椀状凹部の開口部を横断して差し渡される補強部材が配設されるとともに、前記椀状凹部の内面に前記補強部材の端部を支持する補強部材支持部が形成された流路切換弁用の弁体において、当該弁体の、前記補強部材支持部に対して、前記補強部材と直交する軸に対称な位置で、かつ前記補強部材支持部から離れた位置に、前記弁室内の高圧冷媒と前記弁体の前記椀状凹部内の低圧冷媒との圧力差により弁体を弁座に押圧する力によって、弁体の弁座と接触する面に発生する応力を均一化させる応力均一化形状部をそれぞれ形成したことを特徴とする。
【0012】
請求項2の流路切換弁用の弁体は、請求項1に記載の流路切換弁用の弁体であって、合成樹脂を射出成形して形成した流路切換弁用の弁体であって、前記椀状凹部を形成するドーム部と、前記ドーム部の外周部に鍔上に形成された摺動部とを有し、前記摺動部の、当該弁体の移動方向の前後に前記椀状凹部とは反対側の方向に窪んだ凹部が形成されていることを特徴とする。
【0013】
請求項3の流路切換弁用の弁体は、請求項1又は2に記載の流路切換弁用の弁体であって、前記補強部材は、ピン状又は棒状又は板状の補強部材である部材であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項1の流路切換弁用の弁体によれば、補強部材を支持する補強部材支持部において、弁体座面応力が集中するが、補強部材支持部から離れた位置に形成された応力均一化形状部においても応力が集中し、応力均一化形状部近傍の弁体座面が微少な変形をして、この部分の弁体座面応力が大きくなり、これにより、補強部材支持部及び応力均一化形状部近傍の弁体座面応力の均一化を図ることができ、弁体が弁座に対して均等に押圧されるので弁漏れが減少する。また、弁体座面応力を均一化することで、弁体が弁座を押圧する押圧力が一箇所に偏ることがないので、弁体の摺動により生じる弁体と弁座の双方の局部的磨耗も減少し、流路切換弁自体の耐久性が向上する。
【0015】
請求項2の流路切換弁用の弁体によれば、請求項1の効果に加えて、射出成形時の金型のキャビティ内での溶融樹脂の流速を前記摺動部の凹部に対応する金型の凸部で制御することができ、均一な射出成形品とすることができる。
【0016】
請求項3の流路切換弁用の弁体によれば、請求項1又は請求項2の効果に加えて、簡単な補強部材とすることができ、弁体の製造・組立てを容易とし、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第1実施形態の弁体の平面図、側面図及び底面図である。
【図2】本発明の実施形態における弁体座面応力を説明する図である。
【図3】本発明の第2実施形態の弁体の平面図、側面図及び底面図である。
【図4】本発明の第3実施形態の弁体の平面図、側面図及び正面図である。
【図5】本発明の第4実施形態の弁体の平面図、側面図及び底面図である。
【図6】本発明の実施形態に係る流路切換弁及び冷凍サイクルを示す図である。
【図7】従来の弁体の平面図、側面図及び底面図である。
【図8】従来の弁体の弁体座面応力を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に、本発明の実施形態について説明する。図6は実施形態に係る流路切換弁及び冷凍サイクルを示す図である。この実施形態に係る流路切換弁Aは四方切換弁であり、この流路切換弁Aは配管によりパイロット弁Bに接続されている。流路切換弁Aの弁ハウジングは円筒形状の円筒部51とその両端のキャップ部52a,52bとで構成され、その内部に、連結部材53により互いに連結された2つのピストン54a,54bが収容されている。これにより、弁ハウジングの内部は、中央部の主弁室51aと両側の2つの副弁室51b,51cとに仕切られている。
【0019】
主弁室51a内の中間部には弁座55が配設され、弁座55上には弁ハウジングの軸線L1方向に摺動する実施形態の弁体10が配設されている。弁座55には、弁ハウジングの軸線L1方向に一直線上に並んでEポート55a、Sポート55b及びCポート55cが形成されており、これらEポート55a、Sポート55b、Cポート55cには、それぞれE継手管56a、S継手管56b、C継手管56cが取り付けられている。また、弁ハウジングの中間部の弁座55と対向する位置には、D継手管56dが取り付けられている。なお、Eポート55a及びCポート55cは「切換ポート」であり、Sポート55bは「低圧ポート」である。また、D継手管56dは「高圧側配管」に相当する。
【0020】
弁体10は連結部材53の中央に嵌め込まれており、この弁体10は連結部材53に対して軸線L方向に僅かに遊びを持って保持されている。そして、弁体10は、ピストン54a,54bが移動すると連結部材53に連動して弁座55上を摺動し、予め定められた左右の位置で停止する。
【0021】
弁体10は、後述のように椀状凹部11aを形成するドーム部11と摺動部12とを有している。そして、弁体10は、図6の左側の端部位置において、Sポート55bとEポート55aとを椀状凹部11aにより連通する。このとき、Cポート55cは主弁室51aを介してD継手管56dに連通する。また、弁体10は、図6の右側の端部位置において、Sポート55bとCポート55cとを椀状凹部11aにより連通する。このとき、Eポート55aは主弁室51aを介してD継手管56dに連通する。
【0022】
S継手管56bは低圧管6aにより圧縮機20の吸入口に接続され、D継手管56dは高圧管6bにより圧縮機20の吐出口に接続されている。C継手管56cは導管6cにより室外熱交換器30に接続され、E継手管56aは導管6dにより室内熱交換器40に接続されている。室外熱交換器30と室内熱交換器40は絞り装置50を介して導管6eにより接続されている。このC継手管56cから室外熱交換器30、絞り装置50、室内熱交換器40及びE継手管56aからなる経路と、S継手管56bから圧縮機20及びD継手管56dからなる経路とにより、冷凍サイクルが構成されている。
【0023】
パイロット弁Bは、導管7a、7b、7c,7dにより流路切換弁Aに接続されている。パイロット弁Bは、例えば流路切換弁Aの弁体10及び弁座55と同様な弁体及び弁座を有する構造で、電磁プランジャ等により弁体を移動して流路を切り換える。そして、流路切換弁AのS継手管56bに連通する導管7aの接続先を、流路切換弁Aの左側の副弁室51bに連通する導管7bと、右側の副弁室51cに連通する導管7cとで切り換え、これと同時に流路切換弁AのD継手管56dに連通する導管7dの接続先を導管7cと導管7bとで切り換える。すなわち、流路切換弁Aの左側の副弁室51bを減圧する状態と、右側の副弁室51cを減圧する状態とを切り換える。これにより、流路切換弁Aの減圧された副弁室51bまたは51cの圧力と主弁室51aの高圧の圧力との圧力差が減圧された副弁室51bまたは51c側のピストン54aまたは54bに加わり、主にこの圧力差によりピストン54aまたは54b及び弁体10が減圧された副弁室51bまたは51c側に移動し、この弁体10の位置が切り換えられ、冷凍サイクルの流路が切り換えられる。
【0024】
圧縮機20で圧縮された高圧冷媒はD継手管56dから主弁室51a内に流入する。図6の冷房運転の状態では、主弁室51a内に流入した高圧冷媒はCポート55cを経て室外熱交換器30に流入される。また、弁体10を切り換えた暖房運転の状態では、高圧冷媒はEポート55aから室内熱交換器40に流入される。すなわち、冷房運転時には、圧縮機20から吐出される冷媒はC継手管56c→室外熱交換器30→絞り装置50→室内熱交換器40→E継手管56aと循環する。このとき室外熱交換器30は凝縮器(コンデンサ)、室内熱交換器40は蒸発器(エバポレータ)として機能する。また、暖房運転時には冷媒は逆に循環され、室内熱交換器40が凝縮器、室外熱交換器30が蒸発器として機能する。
【0025】
以上のように、冷凍サイクルが運転中には、主弁室51a内は高圧冷媒により高圧になり、弁体10の椀状凹部11a内は低圧冷媒により低圧になる。
【0026】
図1は弁体10の第1実施例の弁体の平面図(図1(a))、側面図(図1(b))及び底面図(図1(c))である。この弁体10は合成樹脂を射出成形して形成されたものであり、略半楕円体形状のドーム部11と、このドーム部11の下部外周に鍔状に形成された摺動部12とを有している。ドーム部11の内側には椀状凹部11aが形成され、摺動部12の下面12aは図示しない弁座に摺接される。椀状凹部11a内には、この椀状凹部11aの開口部11bを横断するように補強ピン13が差し渡されている。補強ピン13の端部には円板状のワッシャ13aが形成されている。また、椀状凹部11aの内面には「補強部材支持部」としての段部11cが形成されている。そして、ワッシャ13aを段部11cに嵌め込むようにして補強ピン13が支持されている。ドーム部11の下部で摺動部12と連結される部分には、前記連結部材53に嵌合される嵌合ボス部14が形成されている。
【0027】
また、摺動部12の上面12bには複数の凹部Hが形成されている。この凹部Hは、射出成形時に金型のキャビティ内での溶融樹脂の流速を制御して均一な射出成形品とするために、金型に形成した凸部により形成されたものである。すなわち、弁体10の射出成形時のゲートの位置Gを弁体10の移動方向の端部(図1(a)の摺動部12の右側端部)の位置とし、複数の凹部Hが形成されるように成形時の金型に凸部を設ける。そして、金型のキャビティ内での溶融樹脂の流速を金型の上記凸部で制御する。例えば、摺動部12に対応する位置に凸部が無いと、ドーム部11の部分に流れる樹脂の速度よりも摺動部12に流れる樹脂の速度が速くなり、均一な射出成形品とすることが困難となる。特に、本発明による応力均一化形状部を設けるような複雑な形状の場合でも、この応力均一化形状部を容易に弁体と一体成形できる。
【0028】
以下、弁体10の各実施例において第1実施例と異なる部分は「応力均一化形状部」である。ドーム部11、摺動部12、補強ピン13及び嵌合ボス部14等のその他の部分は各実施例において同様な構成であり、重複する説明は省略する。また、図6で説明した流路切換弁Aには第1実施例の弁体10が図示されているが、他の実施例の弁体10も同様に流路切換弁Aに用いられるものとして説明する。
【0029】
摺動部12の上面12bにはその4箇所に「応力均一化形状部」としての凹形状部1が形成されている。軸L2は補強ピン13と直交する方向を示している。この4つの凹形状部1のうち、軸L2に対して同じ側となる2つの凹形状部1は、軸L2の両側においてそれぞれ組を成している。各組の凹形状部1は、段部11c(補強部材支持部)に対して補強ピン13と直交する方向の対称な位置に形成されている。さらに、この凹形状部1は、段部11c(補強部材支持部)から離れた位置に形成されている。
【0030】
凹形状部1は、弁体10そのものの形状を変化させることにより、明らかにこの弁体10と一体に形成されている。したがって、前記主弁室51a内の高圧冷媒と椀状凹部11a内の低圧冷媒との圧力差によって生ずる弁体10を弁座55に押圧する押圧力により、凹形状部1の弁体座面応力が集中する。図1(b)に示すCの位置は各凹形状部1における最も弁体座面応力が大きい部分であり、このCの位置は、段部11c(補強部材支持部)の中心から、段部11cの軸L2方向の幅Wから離れた位置(例えば1.5倍以上)となっている。
【0031】
ここで、前記の従来例の場合と同様に、補強部材支持部である段部11cに弁体座面応力が集中する。しかし、この段部11cにおける弁体座面応力の集中に加えて、凹形状部1のCにも弁体座面応力が集中するので、 図2(a)の矢印で示すように、弁体10の全体での、軸L2方向の弁体座面応力が均一化される。図2(b)は、弁体座面の応力解析による応力分布を示した平面図であり、段部11c(補強部材支持部)の近辺[4]部で弁体座面応力の集中が見られる。又、Yは図8(b)と同じ大きさの所定の弁体座面応力の範囲を表した箇所であり、図8(b)のXの範囲に比べ広い範囲となっている。これにより、応力均一化形状部を設けたことにより、弁体座面応力の均一化が図られることが判る。したがって、弁体10の摺動部12の下面12aが弁座55に対して均等に押圧され、弁漏れが減少する。また、弁体10が弁座55を押圧する押圧力が一箇所に偏ることがないので、弁体10の摺動により生じる、弁体10と弁座55の双方の局部的な摩耗も減少し、流路切換弁自体の耐久性が向上する。
【0032】
なお、凹形状部1の補強ピン13側の端部(Cの位置)だけではなく、補強ピン13側とは反対側の端部D(Cと反対側の位置)も椀状凹部11aの範囲内(ピンから一番遠い位置より内側の範囲内)の位置となっている。これにより、補強ピン13側とは反対側の端部Dの位置にも圧力差による弁体押圧力から生ずる弁体座面応力を集中させることができるため、弁体全体の弁体座面応力の均一化を図ることが可能となる。
【0033】
図3は弁体10の第2実施例の弁体の平面図(図3(a))、側面図(図3(b))及び底面図(図3(c))である。摺動部12には、その側面側の4箇所に軸L2方向を長手方向とした「応力均一化形状部」としての溝形状部2が形成されている。この4つの溝形状部2のうち、軸L2に対して同じ側となる2つの溝形状部2は、軸L2の両側においてそれぞれ組を成しており、各組の溝形状部2は、段部11c(補強部材支持部)に対して補強ピン13と直交する方向の対称な位置に形成されている。さらに、この溝形状部2は、段部11c(補強部材支持部)から離れた位置に形成されている。
【0034】
溝形状部2も弁体10と一体に形成されたものである。したがって、前記圧力差による押圧力がこの弁体10に作用することにより、溝形状部2の部分の弁体座面応力が集中する。図3(b)に示すCの位置は各溝形状部2における弁体座面応力が最も大きい部分であり、このCの位置は、段部11c(補強部材支持部)の中心から、段部11cの軸L2方向の幅Wから離れた位置(例えば1.5倍以上)となっている。
【0035】
この第2実施例の弁体10でも、第1実施例と同様に、段部11cにおける弁体座面応力の集中に加えて、溝部形状部2のCにも弁体座面応力が集中するので、段部11cにおける弁体座面応力が分散されて、弁体10全体での、軸L2方向の弁体座面応力が均一化される。したがって、弁体10の摺動部12の下面12aが弁座55に対して均等に押圧され、弁漏れが減少し、また、弁座55を押圧する押圧力が一箇所に偏ることがないので弁体10と弁座55の双方の局部的な摩耗も減少し、流路切換弁自体の耐久性が向上する。
【0036】
なお、溝形状部2の補強ピン13側の端部(Cの位置)だけではなく、補強ピン13側とは反対側の端部D(Cと反対側の位置)も椀状凹部11aの範囲内の位置となっている。位置となっている。これにより、補強ピン13側とは反対側の端部Dの位置においても圧力差による押圧力から生ずる弁体座面応力を集中させることができるため、弁体全体の座面応力の均一化を図ることが充分可能となる。
【0037】
図4は弁体10の第3実施例の弁体の平面図(図4(a))、側面図(図4(b))及び正面図(図4(c))である。摺動部12には、その上面12bの4箇所に軸L2方向を長手方向とした「応力均一化形状部」としての羽根形状部3が形成されている。この4つの羽根形状部3のうち、軸L2に対して同じ側となる2つの羽根形状部3は、軸L2の両側においてそれぞれ組を成しており、各組の羽根形状部3は、段部11c(補強部材支持部)に対して補強ピン13と直交する方向の対称な位置に形成されている。さらに、この羽根形状部3は、段部11c(補強部材支持部)から離れた位置に形成されている。
【0038】
羽根形状32も弁体10と一体に形成されたものである。したがって、前記圧力差による押圧力がこの弁体10に作用することにより、羽根形状部3と摺動部12の上面との段差の部分の弁体座面応力が集中する。図4(b)に示すCの位置は各羽根形状部3における弁体座面応力が最も大きい位置であり、このCの位置は、段部11c(補強部材支持部)の中心から、段部11cの軸L2方向の幅Wから離れた位置(例えば1.5倍以上)となっている。
【0039】
この第3実施例の弁体10でも、第1実施例と同様に、段部11cにおける弁体座面応力の集中に加えて、羽根形状部3と摺動部12の上面12bとの段差の部分Cにも応力が集中するので、弁体10の全体での、軸L2方向の応力が均一化される。したがって、弁体10の摺動部12が弁座55に対して均等に押圧され、弁漏れが減少し、また、弁座55を押圧する応力が一箇所に偏ることがないので弁体10と弁座55の双方の局部的な摩耗も減少し、流路切換弁自体の耐久性が向上する。
【0040】
なお、羽根形状部3の補強ピン13側の端部(Cの位置)だけではなく、補強ピン13側とは反対側の端部D(Cと反対側の位置)も椀状凹部11aの範囲内の位置となっている。これにより、補強ピン13側とは反対側の端部Dの位置においても圧力差による押圧力から生ずる弁体座面応力を集中させることができるため、弁体全体の座面応力の均一化を図ることが充分可能となる。
【0041】
図5は弁体10の第4実施例の弁体の平面図(図5(a))、側面図(図5(b))及び底面図(図5(c))である。椀状凹部11aの内面には、4箇所に軸L2方向を長手方向とした「応力均一化形状部」としての溝形状部4が形成されている。この4つの溝形状部4のうち、軸L2に対して同じ側となる2つの溝形状部4は、軸L2の両側においてそれぞれ組を成しており、各組の溝形状部4は、段部11c(補強部材支持部)に対して補強ピン13と直交する方向の対称な位置に形成されている。さらに、この溝形状部4は、段部11c(補強部材支持部)から離れた位置に形成されている。
【0042】
溝形状部4も弁体10と一体に形成されたものである。したがって、前記圧力差による押圧力がこの弁体10に作用することにより、溝形状部4の部分の弁体座面応力が集中する。図5(b)に示すCの位置は各溝形状部4における弁体座面応力が最も大きい位置であり、このCの位置は、段部11c(補強部材支持部)の中心から、段部11cの軸L2方向の幅Wから離れた位置(例えば1.5倍以上)となっている。
【0043】
この第4実施例の弁体10でも、第1実施例と同様に、段部11cにおける弁体座面応力の集中に加えて、溝形状部4のCの弁体座面応力が集中するので、弁体10全体での、軸L2方向の弁体座面応力が均一化される。したがって、弁体10の摺動部12の下面12aが弁座55に対して均等に押圧され、弁漏れが減少し、また、弁座55を押圧する押圧力が一箇所に偏ることがないので弁体10と弁座55の双方の局部的な摩耗も減少し、流路切換弁自体の耐久性が向上する。
【0044】
なお、溝形状部4の補強ピン13側の端部(Cの位置)だけではなく、補強ピン13側とは反対側の端部D(Cと反対側の位置)も椀状凹部11aの範囲内の位置の位置となっている。これにより、補強ピン13側とは反対側の端部Dの位置にも圧力差による押圧力から生ずる弁体座面応力を集中させることができるため、弁体全体の座面応力の均一化を図ることが充分可能となる。
【0045】
なお、上記実施例では、補強ピンを支持する補強部材支持部が段部11cである場合について説明したが、この補強部材支持部は、特許文献1における弁体のように肉厚となっている場合でも適用できる。すなわち、補強部材支持部が肉厚になっている場合でもその段差部分に応力が集中するが、この応力の集中に加えて、各実施例のような応力均一化形状部により、補強部材支持部から離れた位置に応力を集中させることで、弁体全体の応力の均一化を図ることが可能となる。
【0046】
第1実施形態、第2実施形態及び第4実施形態のように応力均一化形状部を凹状に形成すれば、「凹部H」だけではなく応力均一化形状部によっても溶融樹脂の流速を制御できる。これにより、ひけ、反り、ボイドを低減することができ、弁体の品質を容易に向上することが可能になる。
【0047】
また、第3実施例(羽根形状)の場合は、2つの羽根形状部の間の鍔部の肉厚をゲートが設けられている鍔部の肉厚よりも薄くすれば、その薄部で溶融樹脂の流速を制御できる。
【0048】
尚、上記実施例では、直線方向にスライドする流路切換弁について説明したが、弁体が回転方向にスライドするロータリ式流路切換弁用の弁体についても応力均一化形状部を設けることもできる。
【符号の説明】
【0049】
1 凹形状部(応力均一化形状部)
2 溝形状部(応力均一化形状部)
3 羽根形状部(応力均一化形状部)
4 溝形状部(応力均一化形状部)
10 弁体
11 ドーム部
11a 椀状凹部
11b 開口部
11c 段部(補強部材支持部)
12 摺動部
13 補強ピン
13a ワッシャ
C 最も応力が大きい部分の位置
A 流路切換弁
55 弁座
55a Eポート(切換ポート)
55b Sポート(低圧ポート)
55c Cポート(切換ポート)
56d D継手管(高圧側配管)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷凍サイクルの高圧側配管に連通される弁室内に、低圧ポートと2つの切換ポートが形成された弁座と、椀状凹部を有する弁体とを配設し、前記弁座の低圧ポートと切換ポートに対して前記弁体の前記椀状凹部を対向させ、前記弁体を移動して前記弁体の前記椀状凹部により前記2つの切換ポートに対する前記低圧ポートの導通先を切り換えるようにした流路切換弁用の前記弁体であって、前記弁体の前記椀状凹部内にこの椀状凹部の開口部を横断して差し渡される補強部材が配設されるとともに、前記椀状凹部の内面に前記補強部材の端部を支持する補強部材支持部が形成された流路切換弁用の弁体において、当該弁体の、前記補強部材支持部に対して、前記補強部材と直交する軸に対称な位置で、かつ前記補強部材支持部から離れた位置に、前記弁室内の高圧冷媒と前記弁体の前記椀状凹部内の低圧冷媒との圧力差により弁体を弁座に押圧する力によって、弁体の弁座と接触する面に発生する応力を均一化させる応力均一化形状部をそれぞれ形成したことを特徴とする流路切換弁用の弁体。
【請求項2】
合成樹脂を射出成形して形成した流路切換弁用の弁体であって、前記椀状凹部を形成するドーム部と、前記ドーム部の外周部に鍔上に形成された摺動部とを有し、前記摺動部の、当該弁体の移動方向の前後に前記椀状凹部とは反対側の方向に窪んだ凹部が形成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用の弁体。
【請求項3】
前記補強部材は、ピン状又は棒状又は板状の補強部材である部材であ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用の弁体。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−82883(P2012−82883A)
【公開日】平成24年4月26日(2012.4.26)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−228311(P2010−228311)
【出願日】平成22年10月8日(2010.10.8)
【出願人】(000143949)株式会社鷺宮製作所 (253)
【Fターム(参考)】