流路切換弁
【課題】 シールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れ出ることなく、しかも、簡単に組み立てることができること。
【解決手段】 ピストン部材の一部を構成する補強板５０Ｒとガイド部材４４Ｒとの間に挟持されるシール部材４８Ｒおよび板ばね４６Ｒが、小ネジＢｏにより連結板５２に締結されるもの。
【解決手段】 ピストン部材の一部を構成する補強板５０Ｒとガイド部材４４Ｒとの間に挟持されるシール部材４８Ｒおよび板ばね４６Ｒが、小ネジＢｏにより連結板５２に締結されるもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールユニットを有し往復動可能なピストン部材を備える流路切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機器等における冷媒循環回路においては、一般に、流路を開閉制御するパイロットバルブおよび流路切換弁が実用に供されている。流路切換弁（可逆弁）は、例えば、特許文献１および２にも示されるように、熱交換器および圧縮機等が配される冷媒循環回路における圧縮機における高圧側または低圧側の流路に配置されている。
【０００３】
流路切換弁は、所定圧力の作動流体が選択的に供給される第１の部屋、第３の部屋、および、上述のような流路の開口端に接続される第２の部屋を内部に備えている。第１の部屋、第２の部屋、および、第３の部屋は、それぞれ、その流路を横切る方向に往復動可能に支持されるピストン部材により区切られている。第１の部屋と第３の部屋との中間にピストン部材により形成される第２の部屋は、上述の流路の開口端に接続され連通している。そのピストン部材の中央部には、流路の開口端を開閉する弁体が設けられている。また、そのピストン部材の両端部には、それぞれ、第１の部屋と第２の部屋とを隔絶するシールユニットと、第３の部屋と第２の部屋とを隔絶するシールユニットとが設けられている。
【０００４】
このような構成により、ピストン部材が、第１の部屋に供給される作動流体の圧力と第３の部屋に供給される作動流体の圧力との差に応じて往復動され、その弁体が流路の開口端を閉状態とするとき、例えば、冷媒の供給が阻止され、一方、その弁体が流路の開口端を開状態とするとき、冷媒の供給が可能となる。
【０００５】
特許文献１に示されるように、作動流体の漏れに対して改善されたシールユニットは、例えば、内向きまたは外向きシール部材が背中合わせとなるように板状部材の相対向する面にそれぞれリベット等により固定されている。また、その板状部材は、ピストン部材の端部に連結部材を介して連結されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５６２７０号公報
【特許文献２】実開平２−１０２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような作動流体の漏れについて改善されたシールユニットは、ピストン部材の各端部にそれぞれ二枚のシール部材が必要とされるのでそのピストン部材の全体を構成する部品点数が比較的多くなり、その結果、その組み立てが煩雑となるという問題を伴う。
【０００８】
以上の問題点を考慮し、本発明は、シールユニットを有し往復動可能なピストン部材を備える流路切換弁であって、シールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れることなく、しかも、簡単に組み立てることができる流路切換弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明に係る流路切換弁は、弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る流路切換弁は、作動流体が供給される供給路における該作動流体の圧力差のある部位にそれぞれ接続され、該作動流体の圧力差に応じて拡大または縮小する第１の部屋および第３の部屋と、前記第１の部屋および前記第３の部屋に隣接して配され前記供給路の開口端に接続される第２の部屋を形成し、該第１の部屋および該第３の部屋との境界部分にシールユニットを有するとともに、該供給路の開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記シールユニットは、前記シール部材の外周縁部を前記第２の部屋を形成する壁面に対し付勢する付勢部材をさらに含んでもよい。前記シールユニットにおけるシール面は、外周縁部が波形に連なって形成されてもよい。
【００１２】
本発明に係る流路切換弁は、弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、前記シールユニットは、略Ｓ字状断面または略Ｎ字状断面形状のシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする。
【００１３】
シールユニットにおけるシール部材および付勢部材は、補強板とガイド部材との間に挟持された状態で支持されるものでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る流路切換弁によれば、シールユニットが、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなる簡単な構成なのでシールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れることなく、しかも、簡単に組み立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は、本発明に係る流路切換弁の第１実施例の構成を、パイロットバルブとともに概略的に示す。
【００１６】
図２において、流路切換弁４０は、例えば、図示が省略される圧縮機、熱交換器（蒸発器、凝縮器）、膨張弁等を含んでなる冷凍装置に配されている。冷凍装置の冷媒供給回路における冷媒の循環を選択的に停止するためのパイロットバルブ１０および流路切換弁４０は、例えば、圧縮機の高圧側に配置されている。なお、流路切換弁４０は、圧縮機の低圧側に配置されてもよい。
【００１７】
パイロットバルブ１０のポート２２ｐ１は、例えば、接続パイプ２６を介して圧縮機における高圧側（吐出側）に接続されている。即ち、ポート２２ｐ１に接続される接続パイプ２６の他端は、図示が省略される圧縮機における高圧側の配管に接続されている。
【００１８】
パイロットバルブ１０は、例えば、電磁駆動とされ、形成される流路を切り換えるスライド弁３３と、ロッド２４と、プランジャ１６で構成される弁アッシーと、その弁アッシーが内部に移動可能に配される弁本体２２と、弁アッシーの一端に連結され後述されるソレノイドコイル１４により励磁される磁性体のプランジャ１６と、その弁アッシーを一方向に付勢するコイルスプリング２０と、プランジャ１６を包囲するように配されるソレノイドコイル１４と、を主な要素として含んで構成されている。
【００１９】
プランジャ１６は、ソレノイドコイル１４の内側に移動可能に配され、吸引子１８とプランジャ１６との間に配されるコイルスプリング２０により、吸引子１８から離隔する方向に付勢されている。
【００２０】
図示が省略される制御回路からの駆動電流に基づいてソレノイドコイル１４が励磁されるとき、図３に示されるように、プランジャ１６がコイルスプリング２０の付勢力に抗して吸引子１８に近接する方向に引き寄せられ、一方、ソレノイドコイル１４が励磁されないとき、プランジャ１６が図２に示されるように、コイルスプリング２０の付勢力により、吸引子１８から離隔する方向に付勢されることとなる。
【００２１】
弁本体２２の一端は、ソレノイドコイル１４を収容するケーシング１２に接続されている。弁本体２２には、上述した接続パイプ２６の一端が接続されるポート２２ｐ１が形成されている。ポート２２ｐ１に連通する内部には、上述の弁アッシーが移動可能に配されている。弁本体２２におけるポート２２ｐ１に対向する部分には、接続パイプ２８、３１、および３２の一端がそれぞれ接続されるポート２２ｐ２、２２ｐ３、および２２ｐ４が並列に設けられている。接続パイプ２８および３２の他端は、それぞれ、後述する流路切換弁４０の第１の部屋４０Ａおよび第３の部屋４０Ｃの内部に連通している。接続パイプ３１の他端は、上述の圧縮機の低圧側（吸入側）に接続されている。
【００２２】
弁アッシーの一端におけるポート２２ｐ２、２２ｐ３、および２２ｐ４に対向する部分には、上述の３個のポートのうちの２個のポートを選択的に互いに連通させる凹部が設けられたスライド弁３３を有している。即ち、ソレノイドコイル１４が励磁されていない図２に示される位置においては、弁アッシーのスライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ２とポート２２ｐ３とが連通する。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ４とが連通することとなる。一方、ソレノイドコイル１４が励磁されている図３に示される位置においては、弁アッシーのスライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ３とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ２とが連通することとなる。
【００２３】
従って、ソレノイドコイル１４が選択的に励磁されることにより、ポート２２ｐ１からポート２２ｐ４に至る流路が、ポート２２ｐ１からポート２２ｐ２に至る流路に切り換わることとなる。
【００２４】
流路切換弁４０は、後述するピストン部材により区画される第１の部屋４０Ａ、第２の部屋４０Ｂ、および、第３の部屋４０Ｃをそのケーシング４２の内部に備えている。第１の部屋４０Ａおよび第３の部屋４０Ｃの容積は、差圧に基づくそのピストン部材の移動に応じて拡大または縮小される。図２に示されるように、第１の部屋４０Ａは、ケーシング４２の内周部とピストン部材の左側の端面とにより形成されている。第３の部屋４０Ｃは、ケーシング４２の内周部とピストン部材の右側の端面とにより形成されている。
【００２５】
第１の部屋４０Ａには、接続パイプ２８の他端が接続されており、また、第３の部屋４０Ｃには、接続パイプ３２の他端が接続されている。
【００２６】
第１の部屋４０Ａと第３の部屋４０Ｃとの間に隣接して形成される第２の部屋４０Ｂには、上述の冷媒供給回路における流路３０の開口端と、流路３４の開口端とが相対向して接続されている。
【００２７】
第２の部屋４０Ｂは、流路３０および３４の延在する方向に対して略直交するようにピストン部材の両端面とケーシング４２の内周部により囲まれて形成されている。ピストン部材は、ケーシング４２の内周部に対して往復動可能に配されている。
【００２８】
ピストン部材は、弁体５６を有する連結板５２と、連結板５２の両端にそれぞれ連結される後述するシールユニットとを含んで構成されている。
【００２９】
流路３０の延在方向に対し略直交するように配される連結板５２は、その中央部に弁体５６を有している。弁体５６は、図２に示されるように、上述の流路３０の開口端、および流路３４の開口端がそれぞれ配される弁座５４Ａと弁座５４Ｂとの間に摺動可能に配されている。これにより、弁体５６が図２に示されるように、流路３０の開口端と流路３４の開口端との間に配されるとき、流路３０と流路３４との間が遮断されることとなる。一方、弁体５６が図３に示されるように、流路３０の開口端と流路３４の開口端との間から離隔した位置にあるとき、流路３０の開口端と流路３４の開口端とは、連結板５２における弁体５６に隣接して形成される孔５２ａを介して連通することとなる。
【００３０】
一対のシールユニットは、連結板５２の両端部にそれぞれ対称的に連結されており、互いに同一の構造を有するので右側についてのみ説明し、左側のシールユニットについての説明は省略する。
【００３１】
シールユニットは、図１に拡大されて示されるように、連結板５２の一方の端部に小ネジＢｏで締結される補強板５０Ｒ、シール部材４８Ｒ，付勢部材としての板ばね４６Ｒ、およびガイド部材４４Ｒを含んで構成されている。なお、左側のシールユニットも連結板５２の他方の端部に複数の小ネジＢｏで締結される補強板５０Ｌ、シール部材４８Ｌ，付勢部材としての板ばね４６Ｌ、およびガイド部材４４Ｌを含んで構成されている。
【００３２】
ステンレス鋼板で円錐台断面形状に作られる補強板５０Ｒの平坦な中央部は、連結板５２の一方の端面に当接し、シール部材４８Ｒ，板ばね４６Ｒ、およびガイド部材４４Ｒを介して小ネジＢｏで締結されている。補強板５０Ｒの外周縁部は、弁体５６に向かって所定の傾斜角度で折り曲げられている。補強板５０Ｒの最外周の端面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００３３】
フッ素樹脂で円盤状に作られたシール部材４８Ｒの中央部には、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、平坦面４８ｆが形成され、また、外周縁部には、補強板５０Ｒの外周縁部に対応した斜面部が形成されている。これにより、シール部材４８Ｒの左側には、凹部４８ｒが形成されることとなる。
【００３４】
また、シール部材４８Ｒの斜面部と補強板５０Ｒの外周縁部との間には、図１に示されるように、所定の隙間が形成されている。
【００３５】
さらに、シール部材４８Ｒにおける斜面部に連なる外周面には、ケーシング４２の内周面に摺接しつつ各部屋相互間を隔絶するシール面４８ｓが形成されている。シール面４８ｓにより、第２の部屋４０Ｂと第３の部屋４０Ｃとの間でシールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れだすことがないので第２の部屋４０Ｂと第３の部屋４０Ｃとの間が隔絶されることとなる。
【００３６】
これにより、平坦面４８ｆの周縁に、折り返された略Ｖ字状断面形状の部分が形成されることとなる。また、平坦面４８ｆの周縁における右側部分に板ばね４６Ｒの外周縁が挿入される凹部４８ｐが形成されることとなる。
【００３７】
ステンレス鋼板で作られる板ばね４６Ｒは、菊座金のように作られ、シール部材４８Ｒにおけるシール面４８ｓをケーシング４２の内周面に向けて所定の圧力で付勢する折曲部を環状に有している。板ばね４６Ｒおよびシール部材４８Ｒは、上述の補強板５０Ｒとガイド部材４４Ｒとの間に挟持されており、上述の小ネジＢｏが図示が省略される共通直線上の孔を貫通し、連結板５２の端部に締結されることにより、支持される。ガイド部材４４Ｒの外周面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００３８】
従って、補強板５０Ｒとガイド部材４４Ｒとの間に板ばね４６Ｒおよびシール部材４８Ｒを介在させた状態で共通の小ネジＢｏにより、連結板５２の両端部にそれぞれシールユニットを簡単に組み付け締結することができる。
【００３９】
斯かる構成において、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁される場合、図３に示されるように、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ３とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ２とが連通するので流路切換弁４０における第１の部屋４０Ａの圧力が、第３の部屋４０Ｃの圧力よりも大となる。従って、第１の部屋４０Ａの容積が増大し、第３の部屋４０Ｃの容積が縮小することによって、図３に示されるように、ピストン部材が図２に示される状態から図３に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３４の開口端が開放されるように弁体５６が流路３０および３４の開口端から離隔され、流路３０および３４が互いに連通することとなる。
【００４０】
一方、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁されない場合、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ２とポート２２ｐ３とが連通するのでポート２２ｐ１とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、第３の部屋４０Ｃの圧力が第１の部屋４０Ａの圧力に比べて大となるのでピストン部材が図３に示される状態から図２に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３４の開口端が弁体５６により閉塞されるように弁体５６が流路３０および３４の開口端に向かって近接され、流路３０および３４が遮断されることとなる。
【００４１】
図５は、本発明に係る流路切換弁の第２実施例に用いられるシールユニットの構成の要部を示す。
【００４２】
本発明に係る流路切換弁の第２実施例においても、シールユニットの構成を除き、上述の第１実施例において備えられているパイロットバルブ１０および流路切換弁４０と同様なパイロットバルブおよび流路切換弁を備えるものとされる。なお、図５においては、図１および２に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００４３】
本発明に係る流路切換弁の第２実施例においても、流路切換弁のケーシング内に移動可能に配されるピストン部材の両端に互いに同一のシールユニットが配されている。図５においては、ピストン部材の右側の端部側のシールユニットを示す。
【００４４】
図５に拡大されて示されるように、シールユニットは、連結板５２の端部に小ネジＢｏで締結される補強板６０、シール部材６２，板ばね６４、インナーシール６６、およびガイド部材４４Ｒを主な要素として含んで構成されている。
【００４５】
ステンレス鋼板で作られる補強板６０の平坦な中央部は、連結板５２の一方の端面に当接し、インナーシール６６，板ばね６４、およびガイド部材４４Ｒを介して小ネジＢｏで一方の端面に締結されている。補強板６０の外周縁部は、弁体に向かって屈曲し突出している。これにより、補強板６０の外周縁部とガイド部材４４Ｒにおける対向する部分との間には、ケーシング４２の内周部で囲まれる環状の空間が形成され、その環状の空間内には、シール部材６２が配されている。即ち、シール部材６２は、補強板６０の屈曲部とガイド部材４４Ｒにおける対向する部分との間であってケーシング４２の内周部で囲まれる環状の空間内に配されることとなる。また、補強板６０の最外周の端面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００４６】
環状のシール部材６２は、例えば、フッ素樹脂で作られ、図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように中央部には、孔６２ａが形成され、また、シール部材６２の環状部は、補強板６０の外周縁部の屈曲部の高さに対応した寸法で形成されている。シール部材６２の環状部は、略Ｓ字（あるいは、Ｎ字）状の断面形状を有している。これにより、シール部材６２の右側には、後述する板ばね６４の外周縁が挿入される凹部６２ｐが形成されている。一方、シール部材６２の左側には、凹部６２ｒが形成されている。また、シール部材６２の内周面部は、第２の部屋を密閉するように補強板６０の屈曲部に当接している。
【００４７】
さらに、シール部材６２における外周面には、ケーシング４２の内周面に摺接しつつ各部屋相互間を隔絶するシール面６２ｓが形成されている。
【００４８】
シール部材６２の孔６２ａには、例えばフッ素系樹脂で円板状に作られるインナーシール６６が配されている。
【００４９】
ステンレス鋼板で作られる板ばね６４は、菊座金のように作られ、シール部材６２におけるシール面６２ｓをケーシング４２の内周面に向けて所定の圧力で付勢する折曲部を環状に有している。板ばね６４およびインナーシール６６は、上述の補強板６０とガイド部材４４Ｒとの間に挟持されており、上述の小ネジＢｏが図示が省略される共通直線上の孔を貫通し、連結板５２の端部に締結されることにより、支持される。ガイド部材４４Ｒの外周面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００５０】
従って、補強板６０とガイド部材４４Ｒとの間に、シール部材６２、板ばね６４およびインナーシール６６を介在させた状態で連結板５２の共通の小ネジＢｏにより、両端部にそれぞれシールユニットを簡単に締結することができる。
【００５１】
なお、上述の例においては、インナーシール６６が用いられているが、その代わりに、ねじ止め用等のシール剤が利用されてもよい。
【００５２】
図７は、本発明に係る流路切換弁の第３実施例に用いられるシールユニットの構成の要部を示す。
【００５３】
本発明に係る流路切換弁の第３実施例においても、シールユニットの構成を除き、上述の第１実施例において備えられているパイロットバルブ１０および流路切換弁４０と同様なパイロットバルブおよび流路切換弁を備えるものとされる。なお、図７においては、図１および２に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００５４】
本発明に係る流路切換弁の第３実施例においても、流路切換弁のケーシング内に移動可能に配されるピストン部材の両端に互いに同一のシールユニットが配されている。図７においては、ピストン部材の右側の端部側のシールユニットを示す。
【００５５】
図７に拡大されて示されるように、シールユニットは、連結板５２の端部に小ネジＢｏで締結される補強板７０、シール部材７２，板ばね７４、およびガイド部材４４Ｒを含んで構成されている。
【００５６】
ステンレス鋼板で円錐台断面形状に作られる補強板７０の平坦な中央部は、連結板５２の一方の端面に当接し、シール部材７２，板ばね７４、およびガイド部材４４Ｒを介して小ネジＢｏで一方の端面に締結されている。補強板７０の外周縁部は、弁体に向かって所定の傾斜角度で折り曲げられている。補強板７０の最外周の端面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００５７】
フッ素樹脂で円盤状に作られたシール部材７２の中央部には、図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、平坦面７２ｆが形成され、また、外周縁部には、補強板７０の外周縁部に対応した斜面部が形成されている。これにより、シール部材７２の左側には、凹部７２ｒが形成されることとなる。また、シール部材７２の斜面部が補強板７０の折曲部に対して所定の僅かな隙間をもって配されている。この構成により、この隙間に作動流体の圧力が作用することによって、シール部材７２の斜面部が内壁面に向かって外側に広がり自己シールすることとなる。
【００５８】
さらに、シール部材７２における斜面部に連なる外周面には、ケーシング４２の内周面に摺接しつつ各部屋相互間を隔絶するシール面７２Ｓ１および７２Ｓ２が略波形に連なって形成されている。即ち、平坦面７２ｆの周縁に、略Ｖ字状断面形状の部分が形成されることとなる。これにより、平坦面７２ｆの周縁における右側部分に板ばね７４の外周縁が挿入される凹部７２ｐが形成されることとなる。
【００５９】
ステンレス鋼板で作られる板ばね７４は、菊座金のように作られ、シール部材７２におけるシール面７２Ｓ１および７２Ｓ２をケーシング４２の内周面に向けて所定の圧力で付勢する折曲部を環状に有している。板ばね７４およびシール部材７２は、上述の補強板７０とガイド部材４４Ｒとの間に挟持されており、上述の小ネジＢｏが図示が省略される共通直線上の孔を貫通し、連結板５２の端部に締結されることにより、支持される。ガイド部材４４Ｒの外周面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００６０】
従って、補強板７０とガイド部材４４Ｒとの間に板ばね７４およびシール部材７２を介在させた状態で共通の小ネジＢｏにより、シールユニットを連結板５２の両端部にそれぞれ簡単に締結することができる。
【００６１】
なお、本発明に係る流路切換弁の各実施例が、冷凍機内の冷媒供給回路に適用されているが、斯かる例に限られることなく、他の形式の空調装置等に適用されてもよいことは勿論である。また、上述の各実施例におけるシールユニットは、ピストン部材を備える２方の流路切換弁に適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、上述のようなピストン部材を備える３方、または４方の流路切換弁に適用されてもよい。
【００６２】
さらに、上述の第２実施例においては、略Ｓ字状のシール部材が補強板およびガイド部材により挟持される状態で小ネジで連結板に締結される構造とされているが、斯かる例に限られることなく、例えば、連結板にシールハウジングが接着される場合にあっては、シール部材がそのシールハウジングの環状の溝部内に配置されるものでもよい。
【００６３】
上述の例におけるシール部材およびインナーシールの材質は、フッ素系樹脂に限られることなく、例えば、適用されるシステムの仕様に適切に対応する材質が適宜選択されてもよい。また、上述の例における板ばねは、ステンレス鋼板製に限られることなく、弾性を有する他の金属材料であってもよい。
【００６４】
図９および図１０は、本発明に係る流路切換弁の第４実施例の構成を概略的に示す。
【００６５】
図２に示される例では、流路切換弁４０は、一対のシールユニットを備えるピストン部材の両側に形成される複数の部屋の相互間における差圧に応じて流路を開閉する２方弁である。一方、図９に示される例においては、流路切換弁８０が、上述したようなシールユニットを１個だけ一端に備えるピストン部材の一端側に形成される複数の部屋の相互間における差圧に応じて流路を切り換える３方弁である。図９に示される例においても、流路切換弁８０は、上述の例と同様にパイロットバルブ１０に接続されている。
【００６６】
なお、図９および図１０においては、図１および２に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００６７】
図９において、流路切換弁８０は、後述するピストン部材および隔壁８６により区画される第１の部屋８０Ａ、第２の部屋８０Ｂ、および、第３の部屋８０Ｃをそのケーシング８２の内部に備えている。第１の部屋８０Ａおよび第３の部屋８０Ｃの容積は、差圧に基づくそのピストン部材の移動に応じて拡大または縮小される。図９に示されるように、第１の部屋８０Ａは、ケーシング８２の内周部とピストン部材の左端に設けられるガイド部材４４Ｌの端面とにより形成されている。第３の部屋８０Ｃは、ピストン部材の補強板５０Ｌおよびケーシング８２の内周部の隔壁８６の壁面とケーシング８２の内周部とにより囲まれて形成されている。
【００６８】
隔壁８６は、第３の部屋８０Ｃと第２の部屋８０Ｂとの間を仕切るようにケーシング８２の内周部の略中央部に設けられている。隔壁８６は、ピストン部材のピストンロッド８４が貫通される孔を有している。その孔の周縁には、ピストンロッド８４が貫通するシール部材８８が設けられている。このシール部材８８により、第３の部屋８０Ｃと第２の部屋８０Ｂとの間が互いに連通することなく、隔絶されることとなる。
【００６９】
第１の部屋８０Ａには、接続パイプ２８の他端が接続されており、また、第３の部屋８０Ｃには、接続パイプ３２の他端が接続されている。
【００７０】
第３の部屋８０Ｃに隣接して隔壁８６を介して形成される第２の部屋８０Ｂには、上述の冷媒供給回路における流路３０の開口端と、流路３４の開口端とが相対向して接続されている。また、流路３４の開口端に隣接して他の流路３５の開口端が並設されている。
【００７１】
第２の部屋８０Ｂは、流路３０、３４および３５の延在する方向に対して略直交するように隔壁８６の壁面とケーシング８２の内周部により囲まれて形成されている。
【００７２】
第１の部屋８０Ａと第３の部屋８０Ｃとの間を仕切るピストン部材は、ケーシング８２の内周部に対して往復動可能に配されている。
【００７３】
ピストン部材は、弁体９０を一端に有するピストンロッド８４と、ピストンロッド８４の他端に連結される上述のシールユニットとを含んで構成されている。
【００７４】
ピストンロッド８４は、第３の部屋８０Ｃと第２の部屋８０Ｂとの間に隔壁８６を介して跨って配されている。
【００７５】
流路３０の延在方向に対し略直交するように配されるピストンロッド８４の弁体９０は、流路３０の開口端と上述の流路３４等の開口端との間であって、上述の流路３４の開口端、および、流路３５の開口端がそれぞれ配される弁座の表面に摺動可能に配されている。これにより、弁体９０が、図９に示されるように、流路３０の開口端と流路３４の開口端との間に配されるとき、流路３０と流路３４との間が遮断されるとともに、流路３０と流路３５とが連通することとなる。一方、弁体９０が、図１０に示されるように、流路３０の開口端と流路３５の開口端との間にあるとき、流路３０の開口端と流路３５の開口端との間は、遮断されるとともに、流路３０と流路３４とが連通することとなる。
【００７６】
斯かる構成において、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁される場合、図１０に示されるように、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ３とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ２とが連通するので流路切換弁８０における第１の部屋８０Ａの圧力が、第３の部屋８０Ｃの圧力よりも大となる。従って、第１の部屋８０Ａの容積が増大し、第３の部屋８０Ｃの容積が縮小することによって、図１０に示されるように、ピストン部材が図９に示される状態から図１０に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３４の開口端が開放されるように弁体９０が摺動され、流路３０および３４が互いに連通するとともに、流路３０と流路３５との間が遮断されることとなる。
【００７７】
一方、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁されない場合、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ２とポート２２ｐ３とが連通するのでポート２２ｐ１とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、第３の部屋８０Ｃの圧力が第１の部屋８０Ａの圧力に比べて大となるのでピストン部材が図１０に示される状態から図９に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３５の開口端が解放され、流路３４の開口端が閉塞されるように弁体９０が摺動される。これにより、流路３０および３４が遮断されるとともに、流路３０と流路３５とが連通するように流路が切り換わることとなる。
【００７８】
上述の第４実施例においては、シールユニットは補強板５０Ｌ、シール部材４８Ｌ，付勢部材としての板ばね４６Ｌ、およびガイド部材４４Ｌを含んで構成されるが、斯かる例に限られることなく、それに代えて、例えば、上述の図５、図７にそれぞれ示されるシールユニットを備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る流路切換弁の第１実施例における要部を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係る流路切換弁の第１実施例の構成を、パイロットバルブとともに示す構成図である。
【図３】図２に示される例における動作説明に供される図である。
【図４】（Ａ）は、図２に示される例に用いられるシール部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図５】本発明に係る流路切換弁の第２実施例における要部を示す部分断面図である。
【図６】（Ａ）は、図５に示される例に用いられるシール部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図７】本発明に係る流路切換弁の第３実施例における要部を示す部分断面図である。
【図８】（Ａ）は、図７に示される例に用いられるシール部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図９】本発明に係る流路切換弁の第４実施例の構成を、パイロットバルブとともに示す構成図である。
【図１０】図９に示される例における動作説明に供される図である。
【符号の説明】
【００８０】
４０、８０ 流路切換弁
４２ ケーシング
４４Ｒ ガイド部材
４６Ｒ、６４、７４ 板ばね
４８Ｒ、６２、７２ シール部材
５０Ｒ、６０、７０ 補強板
５２ 連結板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールユニットを有し往復動可能なピストン部材を備える流路切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機器等における冷媒循環回路においては、一般に、流路を開閉制御するパイロットバルブおよび流路切換弁が実用に供されている。流路切換弁（可逆弁）は、例えば、特許文献１および２にも示されるように、熱交換器および圧縮機等が配される冷媒循環回路における圧縮機における高圧側または低圧側の流路に配置されている。
【０００３】
流路切換弁は、所定圧力の作動流体が選択的に供給される第１の部屋、第３の部屋、および、上述のような流路の開口端に接続される第２の部屋を内部に備えている。第１の部屋、第２の部屋、および、第３の部屋は、それぞれ、その流路を横切る方向に往復動可能に支持されるピストン部材により区切られている。第１の部屋と第３の部屋との中間にピストン部材により形成される第２の部屋は、上述の流路の開口端に接続され連通している。そのピストン部材の中央部には、流路の開口端を開閉する弁体が設けられている。また、そのピストン部材の両端部には、それぞれ、第１の部屋と第２の部屋とを隔絶するシールユニットと、第３の部屋と第２の部屋とを隔絶するシールユニットとが設けられている。
【０００４】
このような構成により、ピストン部材が、第１の部屋に供給される作動流体の圧力と第３の部屋に供給される作動流体の圧力との差に応じて往復動され、その弁体が流路の開口端を閉状態とするとき、例えば、冷媒の供給が阻止され、一方、その弁体が流路の開口端を開状態とするとき、冷媒の供給が可能となる。
【０００５】
特許文献１に示されるように、作動流体の漏れに対して改善されたシールユニットは、例えば、内向きまたは外向きシール部材が背中合わせとなるように板状部材の相対向する面にそれぞれリベット等により固定されている。また、その板状部材は、ピストン部材の端部に連結部材を介して連結されている。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２５６２７０号公報
【特許文献２】実開平２−１０２０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような作動流体の漏れについて改善されたシールユニットは、ピストン部材の各端部にそれぞれ二枚のシール部材が必要とされるのでそのピストン部材の全体を構成する部品点数が比較的多くなり、その結果、その組み立てが煩雑となるという問題を伴う。
【０００８】
以上の問題点を考慮し、本発明は、シールユニットを有し往復動可能なピストン部材を備える流路切換弁であって、シールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れることなく、しかも、簡単に組み立てることができる流路切換弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、本発明に係る流路切換弁は、弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る流路切換弁は、作動流体が供給される供給路における該作動流体の圧力差のある部位にそれぞれ接続され、該作動流体の圧力差に応じて拡大または縮小する第１の部屋および第３の部屋と、前記第１の部屋および前記第３の部屋に隣接して配され前記供給路の開口端に接続される第２の部屋を形成し、該第１の部屋および該第３の部屋との境界部分にシールユニットを有するとともに、該供給路の開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする。
【００１１】
さらに、前記シールユニットは、前記シール部材の外周縁部を前記第２の部屋を形成する壁面に対し付勢する付勢部材をさらに含んでもよい。前記シールユニットにおけるシール面は、外周縁部が波形に連なって形成されてもよい。
【００１２】
本発明に係る流路切換弁は、弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、前記シールユニットは、略Ｓ字状断面または略Ｎ字状断面形状のシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする。
【００１３】
シールユニットにおけるシール部材および付勢部材は、補強板とガイド部材との間に挟持された状態で支持されるものでもよい。
【発明の効果】
【００１４】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る流路切換弁によれば、シールユニットが、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなる簡単な構成なのでシールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れることなく、しかも、簡単に組み立てることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図２は、本発明に係る流路切換弁の第１実施例の構成を、パイロットバルブとともに概略的に示す。
【００１６】
図２において、流路切換弁４０は、例えば、図示が省略される圧縮機、熱交換器（蒸発器、凝縮器）、膨張弁等を含んでなる冷凍装置に配されている。冷凍装置の冷媒供給回路における冷媒の循環を選択的に停止するためのパイロットバルブ１０および流路切換弁４０は、例えば、圧縮機の高圧側に配置されている。なお、流路切換弁４０は、圧縮機の低圧側に配置されてもよい。
【００１７】
パイロットバルブ１０のポート２２ｐ１は、例えば、接続パイプ２６を介して圧縮機における高圧側（吐出側）に接続されている。即ち、ポート２２ｐ１に接続される接続パイプ２６の他端は、図示が省略される圧縮機における高圧側の配管に接続されている。
【００１８】
パイロットバルブ１０は、例えば、電磁駆動とされ、形成される流路を切り換えるスライド弁３３と、ロッド２４と、プランジャ１６で構成される弁アッシーと、その弁アッシーが内部に移動可能に配される弁本体２２と、弁アッシーの一端に連結され後述されるソレノイドコイル１４により励磁される磁性体のプランジャ１６と、その弁アッシーを一方向に付勢するコイルスプリング２０と、プランジャ１６を包囲するように配されるソレノイドコイル１４と、を主な要素として含んで構成されている。
【００１９】
プランジャ１６は、ソレノイドコイル１４の内側に移動可能に配され、吸引子１８とプランジャ１６との間に配されるコイルスプリング２０により、吸引子１８から離隔する方向に付勢されている。
【００２０】
図示が省略される制御回路からの駆動電流に基づいてソレノイドコイル１４が励磁されるとき、図３に示されるように、プランジャ１６がコイルスプリング２０の付勢力に抗して吸引子１８に近接する方向に引き寄せられ、一方、ソレノイドコイル１４が励磁されないとき、プランジャ１６が図２に示されるように、コイルスプリング２０の付勢力により、吸引子１８から離隔する方向に付勢されることとなる。
【００２１】
弁本体２２の一端は、ソレノイドコイル１４を収容するケーシング１２に接続されている。弁本体２２には、上述した接続パイプ２６の一端が接続されるポート２２ｐ１が形成されている。ポート２２ｐ１に連通する内部には、上述の弁アッシーが移動可能に配されている。弁本体２２におけるポート２２ｐ１に対向する部分には、接続パイプ２８、３１、および３２の一端がそれぞれ接続されるポート２２ｐ２、２２ｐ３、および２２ｐ４が並列に設けられている。接続パイプ２８および３２の他端は、それぞれ、後述する流路切換弁４０の第１の部屋４０Ａおよび第３の部屋４０Ｃの内部に連通している。接続パイプ３１の他端は、上述の圧縮機の低圧側（吸入側）に接続されている。
【００２２】
弁アッシーの一端におけるポート２２ｐ２、２２ｐ３、および２２ｐ４に対向する部分には、上述の３個のポートのうちの２個のポートを選択的に互いに連通させる凹部が設けられたスライド弁３３を有している。即ち、ソレノイドコイル１４が励磁されていない図２に示される位置においては、弁アッシーのスライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ２とポート２２ｐ３とが連通する。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ４とが連通することとなる。一方、ソレノイドコイル１４が励磁されている図３に示される位置においては、弁アッシーのスライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ３とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ２とが連通することとなる。
【００２３】
従って、ソレノイドコイル１４が選択的に励磁されることにより、ポート２２ｐ１からポート２２ｐ４に至る流路が、ポート２２ｐ１からポート２２ｐ２に至る流路に切り換わることとなる。
【００２４】
流路切換弁４０は、後述するピストン部材により区画される第１の部屋４０Ａ、第２の部屋４０Ｂ、および、第３の部屋４０Ｃをそのケーシング４２の内部に備えている。第１の部屋４０Ａおよび第３の部屋４０Ｃの容積は、差圧に基づくそのピストン部材の移動に応じて拡大または縮小される。図２に示されるように、第１の部屋４０Ａは、ケーシング４２の内周部とピストン部材の左側の端面とにより形成されている。第３の部屋４０Ｃは、ケーシング４２の内周部とピストン部材の右側の端面とにより形成されている。
【００２５】
第１の部屋４０Ａには、接続パイプ２８の他端が接続されており、また、第３の部屋４０Ｃには、接続パイプ３２の他端が接続されている。
【００２６】
第１の部屋４０Ａと第３の部屋４０Ｃとの間に隣接して形成される第２の部屋４０Ｂには、上述の冷媒供給回路における流路３０の開口端と、流路３４の開口端とが相対向して接続されている。
【００２７】
第２の部屋４０Ｂは、流路３０および３４の延在する方向に対して略直交するようにピストン部材の両端面とケーシング４２の内周部により囲まれて形成されている。ピストン部材は、ケーシング４２の内周部に対して往復動可能に配されている。
【００２８】
ピストン部材は、弁体５６を有する連結板５２と、連結板５２の両端にそれぞれ連結される後述するシールユニットとを含んで構成されている。
【００２９】
流路３０の延在方向に対し略直交するように配される連結板５２は、その中央部に弁体５６を有している。弁体５６は、図２に示されるように、上述の流路３０の開口端、および流路３４の開口端がそれぞれ配される弁座５４Ａと弁座５４Ｂとの間に摺動可能に配されている。これにより、弁体５６が図２に示されるように、流路３０の開口端と流路３４の開口端との間に配されるとき、流路３０と流路３４との間が遮断されることとなる。一方、弁体５６が図３に示されるように、流路３０の開口端と流路３４の開口端との間から離隔した位置にあるとき、流路３０の開口端と流路３４の開口端とは、連結板５２における弁体５６に隣接して形成される孔５２ａを介して連通することとなる。
【００３０】
一対のシールユニットは、連結板５２の両端部にそれぞれ対称的に連結されており、互いに同一の構造を有するので右側についてのみ説明し、左側のシールユニットについての説明は省略する。
【００３１】
シールユニットは、図１に拡大されて示されるように、連結板５２の一方の端部に小ネジＢｏで締結される補強板５０Ｒ、シール部材４８Ｒ，付勢部材としての板ばね４６Ｒ、およびガイド部材４４Ｒを含んで構成されている。なお、左側のシールユニットも連結板５２の他方の端部に複数の小ネジＢｏで締結される補強板５０Ｌ、シール部材４８Ｌ，付勢部材としての板ばね４６Ｌ、およびガイド部材４４Ｌを含んで構成されている。
【００３２】
ステンレス鋼板で円錐台断面形状に作られる補強板５０Ｒの平坦な中央部は、連結板５２の一方の端面に当接し、シール部材４８Ｒ，板ばね４６Ｒ、およびガイド部材４４Ｒを介して小ネジＢｏで締結されている。補強板５０Ｒの外周縁部は、弁体５６に向かって所定の傾斜角度で折り曲げられている。補強板５０Ｒの最外周の端面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００３３】
フッ素樹脂で円盤状に作られたシール部材４８Ｒの中央部には、図４（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、平坦面４８ｆが形成され、また、外周縁部には、補強板５０Ｒの外周縁部に対応した斜面部が形成されている。これにより、シール部材４８Ｒの左側には、凹部４８ｒが形成されることとなる。
【００３４】
また、シール部材４８Ｒの斜面部と補強板５０Ｒの外周縁部との間には、図１に示されるように、所定の隙間が形成されている。
【００３５】
さらに、シール部材４８Ｒにおける斜面部に連なる外周面には、ケーシング４２の内周面に摺接しつつ各部屋相互間を隔絶するシール面４８ｓが形成されている。シール面４８ｓにより、第２の部屋４０Ｂと第３の部屋４０Ｃとの間でシールの漏れ易い方向が切り替わっても作動流体が漏れだすことがないので第２の部屋４０Ｂと第３の部屋４０Ｃとの間が隔絶されることとなる。
【００３６】
これにより、平坦面４８ｆの周縁に、折り返された略Ｖ字状断面形状の部分が形成されることとなる。また、平坦面４８ｆの周縁における右側部分に板ばね４６Ｒの外周縁が挿入される凹部４８ｐが形成されることとなる。
【００３７】
ステンレス鋼板で作られる板ばね４６Ｒは、菊座金のように作られ、シール部材４８Ｒにおけるシール面４８ｓをケーシング４２の内周面に向けて所定の圧力で付勢する折曲部を環状に有している。板ばね４６Ｒおよびシール部材４８Ｒは、上述の補強板５０Ｒとガイド部材４４Ｒとの間に挟持されており、上述の小ネジＢｏが図示が省略される共通直線上の孔を貫通し、連結板５２の端部に締結されることにより、支持される。ガイド部材４４Ｒの外周面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００３８】
従って、補強板５０Ｒとガイド部材４４Ｒとの間に板ばね４６Ｒおよびシール部材４８Ｒを介在させた状態で共通の小ネジＢｏにより、連結板５２の両端部にそれぞれシールユニットを簡単に組み付け締結することができる。
【００３９】
斯かる構成において、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁される場合、図３に示されるように、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ３とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ２とが連通するので流路切換弁４０における第１の部屋４０Ａの圧力が、第３の部屋４０Ｃの圧力よりも大となる。従って、第１の部屋４０Ａの容積が増大し、第３の部屋４０Ｃの容積が縮小することによって、図３に示されるように、ピストン部材が図２に示される状態から図３に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３４の開口端が開放されるように弁体５６が流路３０および３４の開口端から離隔され、流路３０および３４が互いに連通することとなる。
【００４０】
一方、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁されない場合、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ２とポート２２ｐ３とが連通するのでポート２２ｐ１とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、第３の部屋４０Ｃの圧力が第１の部屋４０Ａの圧力に比べて大となるのでピストン部材が図３に示される状態から図２に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３４の開口端が弁体５６により閉塞されるように弁体５６が流路３０および３４の開口端に向かって近接され、流路３０および３４が遮断されることとなる。
【００４１】
図５は、本発明に係る流路切換弁の第２実施例に用いられるシールユニットの構成の要部を示す。
【００４２】
本発明に係る流路切換弁の第２実施例においても、シールユニットの構成を除き、上述の第１実施例において備えられているパイロットバルブ１０および流路切換弁４０と同様なパイロットバルブおよび流路切換弁を備えるものとされる。なお、図５においては、図１および２に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００４３】
本発明に係る流路切換弁の第２実施例においても、流路切換弁のケーシング内に移動可能に配されるピストン部材の両端に互いに同一のシールユニットが配されている。図５においては、ピストン部材の右側の端部側のシールユニットを示す。
【００４４】
図５に拡大されて示されるように、シールユニットは、連結板５２の端部に小ネジＢｏで締結される補強板６０、シール部材６２，板ばね６４、インナーシール６６、およびガイド部材４４Ｒを主な要素として含んで構成されている。
【００４５】
ステンレス鋼板で作られる補強板６０の平坦な中央部は、連結板５２の一方の端面に当接し、インナーシール６６，板ばね６４、およびガイド部材４４Ｒを介して小ネジＢｏで一方の端面に締結されている。補強板６０の外周縁部は、弁体に向かって屈曲し突出している。これにより、補強板６０の外周縁部とガイド部材４４Ｒにおける対向する部分との間には、ケーシング４２の内周部で囲まれる環状の空間が形成され、その環状の空間内には、シール部材６２が配されている。即ち、シール部材６２は、補強板６０の屈曲部とガイド部材４４Ｒにおける対向する部分との間であってケーシング４２の内周部で囲まれる環状の空間内に配されることとなる。また、補強板６０の最外周の端面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００４６】
環状のシール部材６２は、例えば、フッ素樹脂で作られ、図６（Ａ）、（Ｂ）に示されるように中央部には、孔６２ａが形成され、また、シール部材６２の環状部は、補強板６０の外周縁部の屈曲部の高さに対応した寸法で形成されている。シール部材６２の環状部は、略Ｓ字（あるいは、Ｎ字）状の断面形状を有している。これにより、シール部材６２の右側には、後述する板ばね６４の外周縁が挿入される凹部６２ｐが形成されている。一方、シール部材６２の左側には、凹部６２ｒが形成されている。また、シール部材６２の内周面部は、第２の部屋を密閉するように補強板６０の屈曲部に当接している。
【００４７】
さらに、シール部材６２における外周面には、ケーシング４２の内周面に摺接しつつ各部屋相互間を隔絶するシール面６２ｓが形成されている。
【００４８】
シール部材６２の孔６２ａには、例えばフッ素系樹脂で円板状に作られるインナーシール６６が配されている。
【００４９】
ステンレス鋼板で作られる板ばね６４は、菊座金のように作られ、シール部材６２におけるシール面６２ｓをケーシング４２の内周面に向けて所定の圧力で付勢する折曲部を環状に有している。板ばね６４およびインナーシール６６は、上述の補強板６０とガイド部材４４Ｒとの間に挟持されており、上述の小ネジＢｏが図示が省略される共通直線上の孔を貫通し、連結板５２の端部に締結されることにより、支持される。ガイド部材４４Ｒの外周面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００５０】
従って、補強板６０とガイド部材４４Ｒとの間に、シール部材６２、板ばね６４およびインナーシール６６を介在させた状態で連結板５２の共通の小ネジＢｏにより、両端部にそれぞれシールユニットを簡単に締結することができる。
【００５１】
なお、上述の例においては、インナーシール６６が用いられているが、その代わりに、ねじ止め用等のシール剤が利用されてもよい。
【００５２】
図７は、本発明に係る流路切換弁の第３実施例に用いられるシールユニットの構成の要部を示す。
【００５３】
本発明に係る流路切換弁の第３実施例においても、シールユニットの構成を除き、上述の第１実施例において備えられているパイロットバルブ１０および流路切換弁４０と同様なパイロットバルブおよび流路切換弁を備えるものとされる。なお、図７においては、図１および２に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００５４】
本発明に係る流路切換弁の第３実施例においても、流路切換弁のケーシング内に移動可能に配されるピストン部材の両端に互いに同一のシールユニットが配されている。図７においては、ピストン部材の右側の端部側のシールユニットを示す。
【００５５】
図７に拡大されて示されるように、シールユニットは、連結板５２の端部に小ネジＢｏで締結される補強板７０、シール部材７２，板ばね７４、およびガイド部材４４Ｒを含んで構成されている。
【００５６】
ステンレス鋼板で円錐台断面形状に作られる補強板７０の平坦な中央部は、連結板５２の一方の端面に当接し、シール部材７２，板ばね７４、およびガイド部材４４Ｒを介して小ネジＢｏで一方の端面に締結されている。補強板７０の外周縁部は、弁体に向かって所定の傾斜角度で折り曲げられている。補強板７０の最外周の端面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００５７】
フッ素樹脂で円盤状に作られたシール部材７２の中央部には、図８（Ａ）、（Ｂ）に示されるように、平坦面７２ｆが形成され、また、外周縁部には、補強板７０の外周縁部に対応した斜面部が形成されている。これにより、シール部材７２の左側には、凹部７２ｒが形成されることとなる。また、シール部材７２の斜面部が補強板７０の折曲部に対して所定の僅かな隙間をもって配されている。この構成により、この隙間に作動流体の圧力が作用することによって、シール部材７２の斜面部が内壁面に向かって外側に広がり自己シールすることとなる。
【００５８】
さらに、シール部材７２における斜面部に連なる外周面には、ケーシング４２の内周面に摺接しつつ各部屋相互間を隔絶するシール面７２Ｓ１および７２Ｓ２が略波形に連なって形成されている。即ち、平坦面７２ｆの周縁に、略Ｖ字状断面形状の部分が形成されることとなる。これにより、平坦面７２ｆの周縁における右側部分に板ばね７４の外周縁が挿入される凹部７２ｐが形成されることとなる。
【００５９】
ステンレス鋼板で作られる板ばね７４は、菊座金のように作られ、シール部材７２におけるシール面７２Ｓ１および７２Ｓ２をケーシング４２の内周面に向けて所定の圧力で付勢する折曲部を環状に有している。板ばね７４およびシール部材７２は、上述の補強板７０とガイド部材４４Ｒとの間に挟持されており、上述の小ネジＢｏが図示が省略される共通直線上の孔を貫通し、連結板５２の端部に締結されることにより、支持される。ガイド部材４４Ｒの外周面とケーシング４２の内周面との間には、所定の隙間が形成されている。
【００６０】
従って、補強板７０とガイド部材４４Ｒとの間に板ばね７４およびシール部材７２を介在させた状態で共通の小ネジＢｏにより、シールユニットを連結板５２の両端部にそれぞれ簡単に締結することができる。
【００６１】
なお、本発明に係る流路切換弁の各実施例が、冷凍機内の冷媒供給回路に適用されているが、斯かる例に限られることなく、他の形式の空調装置等に適用されてもよいことは勿論である。また、上述の各実施例におけるシールユニットは、ピストン部材を備える２方の流路切換弁に適用されているが、斯かる例に限られることなく、例えば、上述のようなピストン部材を備える３方、または４方の流路切換弁に適用されてもよい。
【００６２】
さらに、上述の第２実施例においては、略Ｓ字状のシール部材が補強板およびガイド部材により挟持される状態で小ネジで連結板に締結される構造とされているが、斯かる例に限られることなく、例えば、連結板にシールハウジングが接着される場合にあっては、シール部材がそのシールハウジングの環状の溝部内に配置されるものでもよい。
【００６３】
上述の例におけるシール部材およびインナーシールの材質は、フッ素系樹脂に限られることなく、例えば、適用されるシステムの仕様に適切に対応する材質が適宜選択されてもよい。また、上述の例における板ばねは、ステンレス鋼板製に限られることなく、弾性を有する他の金属材料であってもよい。
【００６４】
図９および図１０は、本発明に係る流路切換弁の第４実施例の構成を概略的に示す。
【００６５】
図２に示される例では、流路切換弁４０は、一対のシールユニットを備えるピストン部材の両側に形成される複数の部屋の相互間における差圧に応じて流路を開閉する２方弁である。一方、図９に示される例においては、流路切換弁８０が、上述したようなシールユニットを１個だけ一端に備えるピストン部材の一端側に形成される複数の部屋の相互間における差圧に応じて流路を切り換える３方弁である。図９に示される例においても、流路切換弁８０は、上述の例と同様にパイロットバルブ１０に接続されている。
【００６６】
なお、図９および図１０においては、図１および２に示される例において同一とされる構成要素については同一の符号を付して示し、その重複説明を省略する。
【００６７】
図９において、流路切換弁８０は、後述するピストン部材および隔壁８６により区画される第１の部屋８０Ａ、第２の部屋８０Ｂ、および、第３の部屋８０Ｃをそのケーシング８２の内部に備えている。第１の部屋８０Ａおよび第３の部屋８０Ｃの容積は、差圧に基づくそのピストン部材の移動に応じて拡大または縮小される。図９に示されるように、第１の部屋８０Ａは、ケーシング８２の内周部とピストン部材の左端に設けられるガイド部材４４Ｌの端面とにより形成されている。第３の部屋８０Ｃは、ピストン部材の補強板５０Ｌおよびケーシング８２の内周部の隔壁８６の壁面とケーシング８２の内周部とにより囲まれて形成されている。
【００６８】
隔壁８６は、第３の部屋８０Ｃと第２の部屋８０Ｂとの間を仕切るようにケーシング８２の内周部の略中央部に設けられている。隔壁８６は、ピストン部材のピストンロッド８４が貫通される孔を有している。その孔の周縁には、ピストンロッド８４が貫通するシール部材８８が設けられている。このシール部材８８により、第３の部屋８０Ｃと第２の部屋８０Ｂとの間が互いに連通することなく、隔絶されることとなる。
【００６９】
第１の部屋８０Ａには、接続パイプ２８の他端が接続されており、また、第３の部屋８０Ｃには、接続パイプ３２の他端が接続されている。
【００７０】
第３の部屋８０Ｃに隣接して隔壁８６を介して形成される第２の部屋８０Ｂには、上述の冷媒供給回路における流路３０の開口端と、流路３４の開口端とが相対向して接続されている。また、流路３４の開口端に隣接して他の流路３５の開口端が並設されている。
【００７１】
第２の部屋８０Ｂは、流路３０、３４および３５の延在する方向に対して略直交するように隔壁８６の壁面とケーシング８２の内周部により囲まれて形成されている。
【００７２】
第１の部屋８０Ａと第３の部屋８０Ｃとの間を仕切るピストン部材は、ケーシング８２の内周部に対して往復動可能に配されている。
【００７３】
ピストン部材は、弁体９０を一端に有するピストンロッド８４と、ピストンロッド８４の他端に連結される上述のシールユニットとを含んで構成されている。
【００７４】
ピストンロッド８４は、第３の部屋８０Ｃと第２の部屋８０Ｂとの間に隔壁８６を介して跨って配されている。
【００７５】
流路３０の延在方向に対し略直交するように配されるピストンロッド８４の弁体９０は、流路３０の開口端と上述の流路３４等の開口端との間であって、上述の流路３４の開口端、および、流路３５の開口端がそれぞれ配される弁座の表面に摺動可能に配されている。これにより、弁体９０が、図９に示されるように、流路３０の開口端と流路３４の開口端との間に配されるとき、流路３０と流路３４との間が遮断されるとともに、流路３０と流路３５とが連通することとなる。一方、弁体９０が、図１０に示されるように、流路３０の開口端と流路３５の開口端との間にあるとき、流路３０の開口端と流路３５の開口端との間は、遮断されるとともに、流路３０と流路３４とが連通することとなる。
【００７６】
斯かる構成において、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁される場合、図１０に示されるように、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ３とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、ポート２２ｐ１とポート２２ｐ２とが連通するので流路切換弁８０における第１の部屋８０Ａの圧力が、第３の部屋８０Ｃの圧力よりも大となる。従って、第１の部屋８０Ａの容積が増大し、第３の部屋８０Ｃの容積が縮小することによって、図１０に示されるように、ピストン部材が図９に示される状態から図１０に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３４の開口端が開放されるように弁体９０が摺動され、流路３０および３４が互いに連通するとともに、流路３０と流路３５との間が遮断されることとなる。
【００７７】
一方、パイロットバルブ１０におけるソレノイドコイル１４が励磁されない場合、スライド弁３３の凹部により、ポート２２ｐ２とポート２２ｐ３とが連通するのでポート２２ｐ１とポート２２ｐ４とが連通することとなる。これにより、第３の部屋８０Ｃの圧力が第１の部屋８０Ａの圧力に比べて大となるのでピストン部材が図１０に示される状態から図９に示される状態に移動せしめられる。その結果、流路３０および３５の開口端が解放され、流路３４の開口端が閉塞されるように弁体９０が摺動される。これにより、流路３０および３４が遮断されるとともに、流路３０と流路３５とが連通するように流路が切り換わることとなる。
【００７８】
上述の第４実施例においては、シールユニットは補強板５０Ｌ、シール部材４８Ｌ，付勢部材としての板ばね４６Ｌ、およびガイド部材４４Ｌを含んで構成されるが、斯かる例に限られることなく、それに代えて、例えば、上述の図５、図７にそれぞれ示されるシールユニットを備えるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る流路切換弁の第１実施例における要部を示す部分断面図である。
【図２】本発明に係る流路切換弁の第１実施例の構成を、パイロットバルブとともに示す構成図である。
【図３】図２に示される例における動作説明に供される図である。
【図４】（Ａ）は、図２に示される例に用いられるシール部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図５】本発明に係る流路切換弁の第２実施例における要部を示す部分断面図である。
【図６】（Ａ）は、図５に示される例に用いられるシール部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図７】本発明に係る流路切換弁の第３実施例における要部を示す部分断面図である。
【図８】（Ａ）は、図７に示される例に用いられるシール部材を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）に示される例の側面図である。
【図９】本発明に係る流路切換弁の第４実施例の構成を、パイロットバルブとともに示す構成図である。
【図１０】図９に示される例における動作説明に供される図である。
【符号の説明】
【００８０】
４０、８０ 流路切換弁
４２ ケーシング
４４Ｒ ガイド部材
４６Ｒ、６４、７４ 板ばね
４８Ｒ、６２、７２ シール部材
５０Ｒ、６０、７０ 補強板
５２ 連結板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、
前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、
前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、
前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする流路切換弁。
【請求項２】
作動流体が供給される供給路における該作動流体の圧力差のある部位にそれぞれ接続され、該作動流体の圧力差に応じて拡大または縮小する第１の部屋および第３の部屋と、
前記第１の部屋および前記第３の部屋に隣接して配され前記供給路の開口端に接続される第２の部屋を形成し、該第１の部屋および該第３の部屋との境界部分にシールユニットを有するとともに、該供給路の開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、
前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする流路切換弁。
【請求項３】
前記シールユニットは、前記シール部材の外周縁部を前記第２の部屋を形成する壁面に対し付勢する付勢部材をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の流路切換弁。
【請求項４】
前記シールユニットにおけるシール面は、外周縁部が波形に連なって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３うちのいずれかに記載の流路切換弁。
【請求項５】
弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、
前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、
前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、
前記シールユニットは、略Ｓ字状断面または略Ｎ字状断面形状のシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする流路切換弁。
【請求項６】
前記シールユニットは、前記シール部材の外周縁部を前記第２の部屋を形成する壁面に対し付勢する付勢部材をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の流路切換弁。
【請求項７】
前記シールユニットにおけるシール部材および付勢部材は、補強板とガイド部材との間に挟持された状態で支持されることを特徴とする請求項３または請求項６記載の流路切換弁。
【請求項１】
弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、
前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、
前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、
前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする流路切換弁。
【請求項２】
作動流体が供給される供給路における該作動流体の圧力差のある部位にそれぞれ接続され、該作動流体の圧力差に応じて拡大または縮小する第１の部屋および第３の部屋と、
前記第１の部屋および前記第３の部屋に隣接して配され前記供給路の開口端に接続される第２の部屋を形成し、該第１の部屋および該第３の部屋との境界部分にシールユニットを有するとともに、該供給路の開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、
前記シールユニットは、略Ｖ字状断面の一部をなすシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする流路切換弁。
【請求項３】
前記シールユニットは、前記シール部材の外周縁部を前記第２の部屋を形成する壁面に対し付勢する付勢部材をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２記載の流路切換弁。
【請求項４】
前記シールユニットにおけるシール面は、外周縁部が波形に連なって形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３うちのいずれかに記載の流路切換弁。
【請求項５】
弁本体を有し、該弁本体の流路の切換を制御するパイロットバルブに接続される流路切換弁において、
前記弁本体内に前記パイロットバルブを介して作動流体が供給される第１の部屋及び第３の部屋と、第１の部屋及び第３の部屋の少なくとも一方に隣接して配され該弁本体内の流路の開口端の開閉が行なわれる第２の部屋と、
前記各部屋の境界部分に対応して少なくとも一箇所にシールユニットを有すると共に、前記開口端を開閉する弁体を有するピストン部材と、を備え、
前記シールユニットは、略Ｓ字状断面または略Ｎ字状断面形状のシール面を外周縁部に有するシール部材を含んでなることを特徴とする流路切換弁。
【請求項６】
前記シールユニットは、前記シール部材の外周縁部を前記第２の部屋を形成する壁面に対し付勢する付勢部材をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の流路切換弁。
【請求項７】
前記シールユニットにおけるシール部材および付勢部材は、補強板とガイド部材との間に挟持された状態で支持されることを特徴とする請求項３または請求項６記載の流路切換弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−７８１１９（Ｐ２００７−７８１１９Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６８７６２（Ｐ２００５−２６８７６２）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（０００１４３９４９）株式会社鷺宮製作所 (253)
【Ｆターム（参考）】
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