掌桥专利:专业的专利平台
掌桥专利
首页

滑动式切换阀

文献发布时间:2023-06-19 19:23:34


滑动式切换阀

技术领域

本发明涉及一种滑动式切换阀。

背景技术

现今,作为用于冷冻循环等的阀装置,使用了切换流体的流路的切换阀。在这样的切换阀之中,存在一种滑动式切换阀,该滑动式切换阀在筒状的阀主体设置具有阀口的阀座部,利用在该阀座部上沿轴线方向滑动移动自如的阀芯来切换阀口的连通状态。

此处,虽然不是滑动式切换阀,但已知有在轴线方向上进退驱动阀芯来进行阀芯相对于阀座的落座以及离座的阀装置(例如,参照专利文献1)。该阀装置成为电动地进行阀芯的驱动的电动阀,该驱动部具备产生旋转驱动力的马达部和将旋转驱动力转换成直线驱动力的直动机构。直动机构是具有固定于马达部的转子的丝杠轴(外螺纹)和与丝杠轴螺纹结合的内螺纹部的螺纹进给机构。螺纹进给机构中的丝杠轴与阀芯连结而将驱动力传递至阀芯,进退驱动阀芯。此时,由于经由球轴承间接地进行丝杠轴与阀芯的连结,设计成丝杠轴的旋转不会传递至阀芯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2016-089870号公报

发明内容

发明所要解决的课题

考虑将上述专利文献1所记载的驱动部应用于滑动式切换阀中的阀芯的驱动,进行流路切换用的阀芯的轴线方向的进退驱动。然而,在上述的驱动部中,由于与阀芯的连结机构需要球轴承等这样的用于不将丝杠轴的旋转传递至阀芯的部件、机构,因此构件数量增加。

本发明的目的在于提供一种滑动式切换阀,该滑动式切换阀能够在抑制构件数量的增加的情况下利用来自马达部的驱动力进行阀芯的进退驱动。

用于解决课题的方案

解决上述课题的滑动式切换阀具备中空筒状的阀主体、设于上述阀主体且具有一个或多个阀口的阀座部、在上述阀座部上沿轴线方向滑动移动自如地设于上述阀主体的内部并对上述阀口的连通状态进行切换的阀芯、以及驱动上述阀芯的驱动部,上述滑动式切换阀的特征在于,上述驱动部具有:马达部,其具有能够旋转的转子;外螺纹部件,其相对于上述转子直接或间接地固定并沿上述轴线方向延伸;内螺纹部件,其与上述外螺纹部件螺纹结合,并能够伴随上述外螺纹部件的旋转而沿上述轴线方向进退;以及导向部件,其相对于外壳不能移动地设置并对上述内螺纹部件进行进退导向,上述内螺纹部件具有沿上述轴线方向延伸并与上述阀芯连结的连结臂部,上述导向部件具有旋转限制部,该旋转限制部使上述连结臂部在上述轴线方向上插通且限制绕轴线的旋转。

根据上述的滑动式切换阀,在利用来自马达部的驱动力来进退驱动阀芯时,导向部件兼用作内螺纹部件的进退导向和连结臂部的旋转限制,从而抑制构件数量的增加。也就是说,根据上述的滑动式切换阀,能够在抑制构件数量的增加的情况下利用来自马达部的驱动力进行阀芯的进退驱动。

并且,优选为,上述导向部件形成为在上述阀芯侧具有底部的有底筒状,在上述底部设有使上述连结臂部插通而成为上述旋转限制部的插通孔以及对上述外螺纹部件的端部进行轴支承的轴承部。根据该结构,由于导向部件还兼作针对外螺纹部件的端部的轴支承,所以能够进一步抑制构件数量的增加。

并且,优选为,在上述内螺纹部件中的上述连结臂部的基端部设有能够与上述导向部件抵接的抵接部,上述抵接部作为在上述阀芯到达远离上述驱动部一侧的切换位置时与上述导向部件抵接的定位限位件发挥功能。根据该结构,不需要在阀主体中的阀芯的附近设置阀芯的限位构造等就能够进行在切换位置的阀芯的位置限制,因此能够抑制阀主体、阀芯的构造的复杂化。

并且,优选为,在上述内螺纹部件设有多根上述连结臂部,上述旋转限制部由使多根上述连结臂部分散地插通的多个插通孔构成。根据该结构,由于使多根连结臂部分散地插通于多个插通孔,不另设构件等就能进行旋转限制,因此能够进一步抑制构件数量的增加。

并且,优选为,两根上述连结臂部以相对于包含上述轴线的平面成面对称的方式设于上述内螺纹部件,上述旋转限制部由一对插通孔构成,该一对插通孔设于从上述轴线偏心的位置,使两根上述连结臂部一对一地插通。根据该结构,由于与旋转限制相关的连结臂部以及插通孔的数量能够抑制为必要最小限度,所以能够抑制连结臂部以及插通孔的加工成本等。

并且,优选为,上述内螺纹部件与上述阀芯经由轴件而连结,该轴件遍及从多根上述连结臂部中选择的两根上述连结臂部地设置,在两根上述连结臂部和上述阀芯的至少一方设有卡定槽,该卡定槽将上述轴件以在上述轴线方向不能移动而在径向移动自如的方式进行卡定。根据该结构,由于以卡定槽与轴件卡定这样的简单的结构将连结臂部与阀芯连结,所以能够抑制与该连结相关的组装成本等。

并且,优选为,还具备张开限制部件,该张开限制部件限制多根上述连结臂部向相互分离的方向的位移。根据该结构,能够抑制伴随外螺纹部件的旋转而对内螺纹部件中的多根连结臂部施加扭转负荷而多根连结臂部相互分离的情况,因此能够提高内螺纹部件以及阀芯的驱动精度。

并且,优选为,上述张开限制部件是捆扎多根上述连结臂部来限制上述位移的紧固带。根据该结构,由于以使用了紧固带这样的廉价的构件的简单的构造来进行针对连结臂部的位移限制,所以能够抑制与该位移限制相关的构件成本、组装成本等。

并且,优选为,上述张开限制部件具备:收纳筒,其在上述轴线方向上朝上述内螺纹部件一方呈筒状突出地设于上述阀芯,将多个上述连结臂部的上述阀芯侧的端部收纳于内侧;以及贯通销,其在相对于上述轴线方向的交叉方向贯通上述收纳筒的周壁以及多个上述连结臂部的端部,多个上述连结臂部利用端部向上述收纳筒的收纳和上述贯通销的贯通而与上述阀芯连结并且上述位移受到限制。根据该结构,利用使用了阀芯中的收纳筒和贯通销的这一结构,一起进行连结臂部与阀芯的连结以及连结臂部的位移限制,因此能够抑制与连结以及位移限制相关的构件成本、组装成本等。

并且,优选为,上述张开限制部件具备:收纳筒,其在上述轴线方向上朝向上述内螺纹部件呈筒状突出地设于上述阀芯,将多个上述连结臂部的上述阀芯侧的端部收纳于内侧;被夹持突起,其以被夹在多个上述连结臂部的端部的相互之间的方式在上述轴线方向突出地设于上述阀芯中的上述收纳筒的内侧;以及C形环,其在上述收纳筒的内侧将多个上述连结臂部的端部以在相互之间夹持上述被夹持突起的状态进行收纳并紧固,多个上述连结臂部利用端部向上述收纳筒的收纳和上述C形环的紧固而与上述阀芯连结并且上述位移受到限制。根据该结构,基于使用了阀芯中的收纳筒、被夹持突起以及C形环的这一结构,能够一起进行连结臂部与阀芯的连结以及连结臂部的位移限制,因此能够抑制与连结以及位移限制相关的构件成本、组装成本等。

并且,优选为,上述阀芯形成为具有沿上述轴线方向延伸的长圆形状的碗状凹部,上述碗状凹部的开口端缘成为密封部,上述密封部能够与上述阀座部的密封面滑动接触,在上述阀座部以在上述密封面开口的方式设有上述阀口。根据该结构,在利用具有碗状凹部的阀芯来切换阀口的连通状态的滑动式切换阀等中,也能够在抑制构件数量的增加的情况下利用来自马达部的驱动力进行阀芯的进退驱动。

发明的效果如下。

根据上述的滑动式切换阀,能够在抑制构件数量的增加的情况下利用来自马达部的驱动力进行阀芯的进退驱动。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的滑动式切换阀的剖视图。

图2是以沿着图1中的V11-V11线的剖面示出图1所示的驱动部的放大剖视图。

图3是图1所示的阀芯主体的立体图。

图4是详细地示出图1及图2所示的内螺纹部件的图。

图5是详细地示出在轴线方向上对图4所示的内螺纹部件进行进退导向的、图1及图2所示的导向部件的图。

图6是示出图1所示的紧固带的图。

图7是以与图2相同的剖视图示出紧固带的安装顺序中的第一阶段的图。

图8是以基于图1的剖视图示出紧固带的安装顺序中的第二~第四阶段的图。

图9是示出张开限制部件的第一~第三其它例子的示意图。

图10是示出张开限制部件的第四其它例子的示意图。

符号说明

1—滑动式切换阀,2—阀主体,3—阀座部,4—阀芯,5—驱动部,5a—步进马达(马达部),40—阀芯本体,44、144—连结部,45—紧固带(张开限制部件),50—壳部(外壳),51—磁性转子(转子),53—轴承部件,53c1—第一轴承孔,54—导向部件,54a—第二轴承孔,54b—导向孔(插通孔),54c—转动限制部,55—外螺纹部件,56—内螺纹部件,56b、156b、256b、356b、456b—连结臂部,59—轴件,L—轴线。

具体实施方式

以下,基于图1~图8对本发明的一个实施方式的滑动式切换阀进行说明。

图1是本发明的一个实施方式的滑动式切换阀的剖视图,图2是以沿着图1中的V11-V11线的剖面示出图1所示的驱动部的放大剖视图。并且,图3是图1所示的阀芯主体的立体图。

本实施方式的滑动式切换阀1是在冷冻循环等中与压缩机、蒸发器、冷凝器连接并对在这些设备中流动的制冷剂的流路进行切换的滑动式切换阀。滑动式切换阀1具备:中空筒状的阀主体2;设于阀主体2并具有多个阀口的阀座部3;在轴线L方向上滑动自如地设于阀主体2的内部的阀芯4;以及滑动驱动阀芯4的驱动部5。此外,在本实施方式中,将图1~图3中的上下方向设为滑动式切换阀1中的上下方向。即,将滑动式切换阀1的轴线L方向的一侧设为上侧,将另一侧设为下侧。这只不过为了便于说明,未必限于与滑动式切换阀1的实际的使用状态下的上下方向一致,并不限定滑动式切换阀1的实际的使用状态的上下方向。

阀主体2以前端部向上侧延伸的方式使用树脂制的材料形成为有底筒状,其内部构成阀室2a。在阀主体2的底壁形成有与阀室2a的内外连通的入口端口A。入口端口A是经由沿轴线L方向延伸的入口连接流路20而与未图示的压缩机的吐出口连通的端口。该入口端口A构成从压缩机输送的高压的制冷剂向阀室2a流入时的入口。在阀主体2的侧壁,作为与阀室2a的内外连通的多个圆筒状的流路,从上侧依次沿轴线L方向分别形成有第一连接流路21、出口连接流路22、第二连接流路23。第一连接流路21是与下述的第一端口30连通的流路。该第一连接流路21与冷凝器(或蒸发器)连接而构成在冷凝器(或蒸发器)与阀室2a之间流动的流体的流路。

出口连接流路22是与下述的出口端口31连通的流路。该出口连接流路22与压缩机的吸入口连接,构成向压缩机输送通过第一连接流路21(或第二连接流路23)而返回到阀室2a的低压的制冷剂时的流路。第二连接流路23是与下述的第二端口32连通的流路。该第二连接流路23与蒸发器(或冷凝器)连接而构成在蒸发器(或冷凝器)与阀室2a之间流动的流体的流路。在阀主体2的上侧的端部,通过与阀主体2的嵌入成形而固定有金属制的筒状的下盖24,在下盖24的上侧的端部固定有在上侧具有底壁的金属制的有底筒状的上盖25。

上盖25在其底壁的中央部具有在轴线L方向上向上侧延伸的小径部25a。在小径部25a的中央部形成有在轴线L方向上贯通的贯通孔25b,在该贯通孔25b内配置下述的导向部件54。像这样构成的阀主体2、下盖24以及上盖25收纳于未图示的壳体。此外,图1所示的符号G是在阀主体2的外周壁以及壳体的内周壁的任一方以预定间隔形成于轴线L方向的多个位置的槽部,符号26是配置于槽部G的O形圈。利用该O型圈26对阀主体2与壳体之间进行密封。此外,在本实施方式中,阀主体2的材质设为聚苯硫醚(PPS)等树脂,但除此之外,也可以由黄铜、铁、铝、不锈钢等金属等适当的材质构成。

阀座部3是设置于阀主体2的侧壁中的形成有第一连接流路21、出口连接流路22、第二连接流路23的侧壁的部分,构成为具有多个(在本实施方式中为三个)阀口。该阀座部3由薄型金属板形成,通过嵌入成形、粘接、熔敷等固定于阀主体2的侧壁。在阀座部3的板面分别形成有与第一连接流路21连通的第一端口30、与出口连接流路22连通的出口端口31、以及与第二连接流路23连通的第二端口32。各阀口30、31、32形成为内径的尺寸比第一连接流路21、出口连接流路22、第二连接流路23小的圆筒状,在轴线L方向上隔开预定间隔地配置。阀座部3的与各连接流路21、22、23所处的一侧相反一侧的面构成与下述的阀芯4的密封部滑动接触的密封面33。因此,多个阀口30、31、32在密封面33开口。

阀芯4主要由聚苯硫醚(PPS)等树脂制成,在轴线L方向上滑动自如地设于阀主体2的内部。该阀芯4构成为具备落座于阀座部3而将入口端口A、第一端口30、出口端口31、第二端口32分别连通或断开的碗状的阀芯主体40。阀芯4将阀座部3的第一端口30、出口端口31以及第二端口32中的包含出口端口31的两个阀口与入口端口A断开并且将它们作为连通对象而相互连通。从阀芯4的连通对象脱离的一个阀口与连通对象的两个阀口断开,并且经由阀室2a中的阀芯4的外部而与入口端口A连通。并且,阀芯4在轴线L方向上滑动移动自如地设置在阀座部3上,利用该滑动移动能够进行连通对象的切换,即,能够进行切换使第一端口30与出口端口31连通、或者使第二端口32与出口端口31连通。这样,阀芯4成为对阀座部3的三个阀口30、31、32的连通状态进行切换的部位。该阀芯4中的阀芯主体40构成为具备:与阀座部3的密封面33对置地设置并沿轴线L方向延伸的长圆形状的开口缘部40a;以及从开口缘部40a向与阀座部3所处的一侧相反一侧突出的碗状部40b。并且,碗状部40b的内部构成成为流体的流路的碗状凹部40c。碗状凹部40c的开口缘部40a的轴线L方向上的尺寸设定为能够覆盖第一端口30、出口端口31、第二端口32中的相邻的两份儿端口的长度。并且,开口缘部40a的与轴线L方向交叉的宽度方向上的尺寸设定为能够覆盖第一端口30、出口端口31、第二端口32中的一份儿端口的长度。

碗状凹部40c的开口缘部40a构成能够与上述密封面33滑动接触的密封部S,若密封部S与密封面33抵接,则例如第一端口30和出口端口31被碗状凹部40c包围而与其它端口A、32断开。其结果,第一端口30与出口端口31连通,并且入口端口A与第二端口32连通。而且,若密封部S一边在密封面33上滑动一边向下侧滑动移动,则出口端口31和第二端口32被碗状凹部40c包围而与其它端口A、30断开。其结果,出口端口31与第二端口32连通,并且入口端口A与第一端口30连通。即,阀芯主体40滑动移动,密封部S与密封面33滑动接触,从而切换各端口A、30、31、32彼此的连通以及断开。

在碗状凹部40c的位于宽度方向的两端部的侧壁分别形成有台座41。在台座41分别形成有在轴线L方向上较长的嵌合槽41a。而且,在碗状凹部40c内,以从一方的嵌合槽41a遍及至另一方的嵌合槽41a嵌入的方式配置有加强部件6。加强部件6是抑制碗状凹部40c的侧壁因高压的阀室2a内与低压的碗状凹部40c内的压力差而变形的部件。加强部件6在碗状凹部40c的宽度方向两侧壁的内侧遍及两侧壁地设置。加强部件6构成为具备:呈沿着轴线L方向和宽度方向的长方形状的平面部60;以及从平面部60的宽度方向两端缘立起的一对立起面部61。平面部60和立起面部61使用金属制的板部件通过冲压成形等方法一体地形成。如图1所示,平面部60配置为其底面与密封面33对置且在对置方向上与密封面33具有预定的间隙。一对立起面部61分别沿碗状凹部40c的宽度方向两侧壁的内表面设置。立起面部61以嵌装于上述的嵌合槽41a的方式形成为在轴线L方向上较长的长方形状。若该立起面部61与嵌合槽41a嵌合,则加强部件6定位于碗状凹部40c。

在阀芯主体40的碗状部40b中的顶部设置有向阀座部3侧对阀芯主体40进行施力的弹簧部件42。该弹簧部件42构成为一端部与阀主体2的内周壁抵接而另一端部与阀芯主体40的顶部抵接,夹设在阀主体2与阀芯主体40之间。在阀芯主体40的下侧的端部形成有朝向下侧在轴线L方向上突出的限位件43。该限位件43是用于限制阀芯4的滑动移动的突起,其突出端部与阀主体2的底壁的阀室2a侧的面抵接,从而限制阀芯4向下侧移动。即,限位件43和阀主体2的底壁的阀室2a侧的面规定了向下侧移动的阀芯4能够移动的极限的位置。

在阀芯主体40的上侧的端部形成有向上侧突出的连结部44。连结部44以与驱动部5连结的方式形成为钩状。在下文中对该连结部44和驱动部5中的与连结部44连结的连结构造进行说明。

驱动部5是滑动驱动阀芯4的部分,具备:作为具有能够旋转的转子的电动马达的步进马达5a(马达部);以及直动机构5b,其将步进马达5a的旋转转换成直线运动并传递至阀芯4。如图1所示,步进马达5a具备壳部50(有底筒状的外壳)、磁性转子51(转子)以及定子线圈52。壳部50固定于上盖25的小径部25a,是将驱动部5内封闭的金属制的有底筒状的部位。磁性转子51是内置于壳部50的转子,定子线圈52是以隔着壳部50绕轴线L包围磁性转子51的外周的方式配置的定子。壳部50由薄板状的金属材料形成为有底筒状,底壁配置于上侧,前端部通过焊接等固定于上述上盖25的小径部25a的上侧缘部。即,壳部50经由上盖25固定于阀主体2。而且,通过像这样将壳部50固定于上盖25,壳部50和下述的导向部件54配置为中心轴与阀主体2的轴线L同轴。直动机构5b具备轴承部件53、导向部件54、外螺纹部件55以及内螺纹部件56。轴承部件53配置于壳部50的底侧(上侧)的内部,导向部件54固定于上盖25。外螺纹部件55是经由固定部件55a间接地固定于磁性转子51的中心的转子轴,内螺纹部件56是具有与形成于外螺纹部件55的外周面的外螺纹部55d螺纹结合的内螺纹部56a1的螺纹部件。即,直动机构5b构成为具有相互螺纹结合的外螺纹部55d以及内螺纹部56a1的螺纹进给机构。此外,进退驱动阀芯4的驱动部不限定于外螺纹部件55间接地固定于磁性转子51的本实施方式的驱动部5。驱动部也可以是外螺纹部件不经由其它构件而直接固定于马达的转子的部件等。即,磁性转子51与外螺纹部件55一体地转动即可。

轴承部件53是能够绕轴线L旋转地支撑外螺纹部件55的部件。该轴承部件53具备圆柱状的大径部53a、从大径部53a的中央部向上侧突出的圆柱状的第一小径部53b、以及从大径部53a的中央部向下侧突出的圆柱状的第二小径部53c。大径部53a、第一小径部53b以及第二小径部53c一体成形,以中心轴与轴线L同轴的方式配置在壳部50内。

第一小径部53b是限制轴承部件53向上侧移动的部分,以比大径部53a的直径小的直径形成。如图1所示,在轴承部件53插入到壳部50内的状态下,第一小径部53b的上侧的端部与壳部50的底壁内表面抵接而被定位。在轴承部件53中,在外螺纹部件55的轴心位置亦即中心形成有朝向下侧开口的第一轴承孔53c1。第一轴承孔53c1是能够插入下述的第一轴部55b地设置的有底的凹孔,在第二小径部53c的下端面开口,通过大径部53a而沿轴线L方向延伸至第一小径部53b内。

导向部件54是有底圆筒状的部件,以底部位于下侧而前端侧位于上侧的方式配置在上述上盖25的贯通孔25b内。导向部件54具有在轴线L方向大致中央部通过嵌入成形而一体地设置的固定环57,通过将该固定环57焊接于上盖25的小径部25a的上侧缘部而固定于上盖25。即,导向部件54以相对于具有上盖25及壳部50的滑动式切换阀1的外壳不能移动的方式设置。导向部件54配置为中心轴与阀主体2的轴线L同轴,通过该配置,上述的壳部50、轴承部件53以及导向部件54均配置为中心轴与阀主体2的轴线L同轴。

在导向部件54的底部且在外螺纹部件55的轴心位置亦即中心形成有朝向上侧开口的第二轴承孔54a。第二轴承孔54a是能够插入地设置下述的第二轴部55c的有底的凹孔,在导向部件54的底部内表面开口,并沿轴线L方向延伸。并且,如图2所示,在导向部件54的底部的第二轴承孔54a的径向外方形成有使下述的内螺纹部件56的连结臂部56b以能够在轴线L方向上进退的方式插通的一对导向孔54b。该导向孔54b隔着第二轴承孔54a在径向上对置地形成。导向孔54b的缘部具有沿着连结臂部56b的外壁面的形状。内螺纹部件56以两根连结臂部56b贯通上述一对导向孔54b的方式收纳于导向部件54。由此,即使内螺纹部件56在轴线L方向上进退时欲绕轴线L旋转,也由于各连结臂部56b与导向孔54b的内表面抵接而无法旋转。即,导向部件54构成为使内螺纹部件56不能绕轴线L旋转且在沿轴线L方向上进退导向。

外螺纹部件55构成为,使用固定部件55a而固定于磁性转子51的中心部,沿轴线L方向延伸,并与磁性转子51一体地绕轴线L旋转。外螺纹部件55的上侧的端部构成圆柱状的第一轴部55b(轴部),外螺纹部件55的下侧的端部构成圆柱状的第二轴部55c(轴部),在第一轴部55b与第二轴部55c之间的部分的外周面形成有外螺纹部55d。而且,第一轴部55b嵌插于第一轴承孔53c1,第二轴部55c嵌插于第二轴承孔54a,由此,外螺纹部件55以中心轴与轴线L同轴的方式被第一轴承孔53c1以及第二轴承孔54a支撑为能够绕轴线L旋转。

内螺纹部件56构成为具备螺纹筒部56a和两根连结臂部56b。螺纹筒部56a是收纳在导向部件54内且其外周壁与导向部件54的内周壁滑动接触的圆筒状的部位。两根连结臂部56b是从螺纹筒部56a朝向下侧沿轴线L方向延伸、如在下文中说明那样贯通导向部件54的底部而并在阀室2a内延伸的两根臂状部位。螺纹筒部56a形成为中心轴与导向部件54的中心轴同轴。在内螺纹部件56中的螺纹筒部56a的中心沿轴线L形成有内螺纹部56a1。该内螺纹部56a1构成为与外螺纹部55d螺纹结合。根据该结构,内螺纹部件56能够伴随外螺纹部件55的旋转而与中心轴同轴地在轴线L方向上进退。连结臂部56b是用于将驱动部5和阀芯4连结的部分。如图2所示,两根连结臂部56b在螺纹筒部56a的径向上对置,在其下端部安装有在与轴线L方向交叉的轴线交叉方向延伸并遍及两根连结臂部56b且用于与阀芯4的连结部44连结的轴件59。为了安装该轴件59,在各连结臂部56b的下端部形成有将轴件59以在轴线L方向上不能移动而在径向移动自如的方式进行卡定的内螺纹侧卡定槽56c。

设于阀芯4的阀芯主体40的钩状的连结部44如上所述地卡定于遍及两根连结臂部56b的轴件59,从而阀芯4与内螺纹部件56、即驱动部5连结。并且,若在驱动部5中步进马达5a旋转,则该旋转在直动机构5b中转换成内螺纹部件56的直线运动,通过该直线运动,阀芯4以在轴线L方向上滑动的方式被进退驱动。

在这样的结构的滑动式切换阀1中,阀芯4在轴线L方向上滑动来切换制冷剂的流路。首先,驱动驱动部5,使阀芯4向下侧滑动而利用阀芯主体40覆盖第二端口32和出口端口31。由此,第二端口32与出口端口31连通。并且,入口端口A与第一端口30连通。此时,高压的制冷剂经由入口连接流路20以及入口端口A流入到阀室2a内,该高压的制冷剂通过第一端口30以及第一连接流路21向冷凝器输送。另一方面,从蒸发器输送来的低压的制冷剂经由第二端口32以及第二连接流路23流入到碗状凹部40c,该低压的制冷剂经由出口端口31以及出口连接流路22向压缩机的吸入口输送。接着,使阀芯4向上侧滑动而利用阀芯主体40覆盖出口端口31和第一端口30。由此,出口端口31与第一端口30连通。并且,入口端口A与第二端口32连通。此时,高压的制冷剂经由入口连接流路20以及入口端口A流入到阀室内,该高压的制冷剂通过第二端口32以及第二连接流路23向蒸发器输送。另一方面,从冷凝器输送来的低压的制冷剂经由第一端口30以及第一连接流路21流入到碗状凹部40c,该低压的制冷剂经由出口端口31以及出口连接流路22向压缩机的吸入口输送。

本实施方式的滑动式切换阀1大致如上所述地构成。接下来,对该滑动式切换阀1中的阀芯4的连结部44与驱动部5的内螺纹部件56的连结构造详细地进行说明。

如图3所示,阀芯4的连结部44形成为在碗状部40b的顶部侧开口的矩形箱状。而且,在该矩形箱中,在沿轴线L方向延伸的对置的一对侧壁44a分别从矩形箱的开口侧切入地形成有用于与遍及两根连结臂部56b的轴件59卡定而与连结部44连结的阀芯侧卡定槽44b。与分别形成于两根连结臂部56b的内螺纹侧卡定槽56c相同,该阀芯侧卡定槽44b也成为将轴件59以在轴线L方向不能移动且在径向上移动自如的方式进行卡定的卡定槽。

此处,如图2所示,轴件59具备中央的粗轴部分59a、从该粗轴部分59a在轴件59的轴向上突出的一对中粗轴部分59b、以及从各中粗轴部分59b进一步在轴向上突出的一对细轴部分59c。轴件59的一对细轴部分59c嵌入到内螺纹部件56的两根连结臂部56b各自的内螺纹侧卡定槽56c而卡定。而且,阀芯4的连结部44以中央的粗轴部分59a收纳在矩形箱的内部并且一对中粗轴部分59b嵌入到对置的一对侧壁44a各自的阀芯侧卡定槽44b的方式被卡定。这样,阀芯4的连结部44经由轴件59而与内螺纹部件56中的两根连结臂部56b连结。再有,在本实施方式中,中粗轴部分59b的长度比阀芯侧卡定槽44b的宽度长。由此,阀芯4和内螺纹部件56能够在轴件59的长度方向上相互移动,在阀芯4滑动移动时等,能够吸收螺纹进给机构与阀芯4的轴的偏离。

图4是详细地示出图1及图2所示的内螺纹部件的图。图4的(A)示出内螺纹部件56的侧视图、从轴线L方向的上端侧观察到的俯视图以及从下端侧观察到的仰视图。并且,图4的(B)示出沿着图4的(A)中的V12-V12线的内螺纹部件56的剖视图。

如上所述,内螺纹部件56构成为具备圆柱状的螺纹筒部56a和从螺纹筒部56a沿轴线L方向延伸的两根连结臂部56b。在螺纹筒部56a的中心形成有与外螺纹部件55的外螺纹部55d螺纹结合的内螺纹部56a1,在两根连结臂部56b各自的端部形成有与轴件59卡定的内螺纹侧卡定槽56c。各连结臂部56b具备与圆柱状的螺纹筒部56a的外周面连续的圆弧曲面状的曲面外表面56b1和在两根连结臂部56b的相互之间面对面的平坦内表面56b2。如图1及图2所示,外螺纹部55d与内螺纹部56a1螺纹结合并贯通螺纹筒部56a的外螺纹部件55在由各连结臂部56b的平坦内表面56b2划分并沿轴线L方向延伸的空间内朝向导向部件54的底部延伸。

并且,在图4的(A)所示的内螺纹部件56的各连结臂部56b中的下端面形成有梯形状的凹部56b3,在内螺纹部件56的上端面与内螺纹部56a1的开口相邻且在轴线L方向上突出地形成有旋转限位件56d。该旋转限位件56d起到如下作用:在内螺纹部件56伴随步进马达5a的旋转而向马达侧上升时,与旋转中的磁性转子51的一部分干涉而使磁性转子51的旋转停止,从而使内螺纹部件56的上升停止。因旋转限位件56d的干涉而停止的位置成为内螺纹部件56的上升极限位置。

并且,各连结臂部56b中的内螺纹侧卡定槽56c的开口部56c1形成为越朝向连结臂部56b的端缘则越扩大的广口形状,轴件59的细轴部分59c向内螺纹侧卡定槽56c的嵌入实现了作业性的提高。

图5是详细地示出在轴线方向上对图4所示的内螺纹部件进行进退导向的、图1及图2所示的导向部件的图。图5的(A)示出导向部件54的侧视图以及从轴线L方向的下端侧观察到的仰视图。并且,图5的(B)示出沿着图5的(A)中的V13~V13线的导向部件54的剖视图。

如上所述,导向部件54形成为有底圆筒状,经由埋设于周壁的固定环57而以将底部朝向轴线L方向的下方的方式固定于阀主体2的上盖25。在该底部的中心形成有第二轴承孔54a,该第二轴承孔54a作为能够插入外螺纹部件55的第二轴部55c的有底的凹孔。而且,以隔着该第二轴承孔54a在径向上对置的方式形成有使连结臂部56b以能够在轴线L方向上进退的方式插通的一对导向孔54b。如上所述,各导向孔54b成为与由曲面外表面56b1和平坦内表面56b2构成的连结臂部56b的与轴线L方向正交的截面形状对应的圆弧形状的插通孔。通过将两根连结臂部56b一对一地插通于这一对导向孔54b,从而使两根连结臂部56b在轴线L方向上插通并且限制绕轴线L的旋转。也就是说,在该导向部件54中,使连结臂部56b在轴线L方向上插通并且限制绕轴线L的旋转的旋转限制部54c由使两根连结臂部56b一对一地插通的一对导向孔54b(插通孔)构成。

并且,在本实施方式中,在内螺纹部件56中,如图4所示,两根连结臂部56b以相对于包含轴线L的平面P11成为面对称的方式设置。而且,旋转限制部54c由设于在径向上从轴线L偏心的位置的导向孔54b构成。

再有,如图4所示,在内螺纹部件56中,在螺纹筒部56a的下表面亦即连结臂部56b的基端部设有在内螺纹部件56在轴线L方向上下降时能够与导向部件54的底部抵接的抵接部56e。该抵接部56e作为当阀芯4在远离驱动部5的一侧到达使第二端口32与出口端口31连通的切换位置时与导向部件54抵接的定位限位件发挥功能。

此处,在本实施方式中,穿过导向部件54中的一对导向孔54b而与阀芯4的连结部44连结的两根连结臂部56b中的与连结部44连结的连结部位如图1所示地由紧固带45紧固而捆扎。

图6是示出图1所示的紧固带的图。

作为紧固带45,此处没有特别限定,例如能够利用为了将树脂制的软管紧固固定于自来水管的水龙头等而使用的软管带等。紧固带45通过将带板状的金属板卷成圆环状来形成,通过向相互接近的方向把持两端部的捏手部45a来使圆环扩径。在该扩径状态下,紧固对象物配置于圆环的内侧,之后通过解除把持来使圆环缩径,从而绑紧而紧固紧固对象物。在本实施方式中,该紧固带45安装于两根连结臂部56b与连结部44的连结部位。紧固带45作为在上述的连结部位限制两根连结臂部56b在相互分离的分离方向D11上的位移的张开限制部件发挥功能。以下,对紧固带45相对于两根连结臂部56b与连结部44的连结部位的安装顺序进行说明。

图7是以与图2相同的剖视图示出紧固带的安装顺序中的第一阶段的图,图8是以基于图1的剖视图示出紧固带的安装顺序中的第二~第四阶段的图。

首先,在图7所示的第一阶段S11中,步进马达5a的磁性转子51安装于直动机构5b的外螺纹部件55,并与轴承部件53一起收纳于壳部50。并且,收纳与外螺纹部件55螺纹结合的内螺纹部件56并与轴承部件53一起轴支承外螺纹部件55的导向部件54固定于阀主体2的上盖25,在该上盖25固定有收纳磁性转子51等的壳部50。并且,在贯通导向部件54的底部的导向孔54b并突出的两根连结臂部56b的端部安装有轴件59。而且,在至此组装的构筑物安装紧固带45。紧固带45以扩径的状态在从两根连结臂部56b的端部朝向导向部件54的沿着轴线L的安装方向D12上外装,在外装目的地被缩径而紧固。如图7所示,该阶段的外装在向导向部件54越过成为与阀芯4的连结部44连结的连结部位的轴件59的中途位置进行。

在接下来的第二阶段S12中,如图8所示,在由紧固带45在中途位置紧固的两根连结臂部56b的端部经由轴件59连结阀芯4的连结部44。如上所述,该连结是通过使钩状的连结部44卡定于轴件59而完成的。并且,在该第二阶段S12中,阀芯4以在阀座部3滑动摩擦的方式收纳于阀主体2。

在接下来的第三阶段S13中,紧固带45从中途位置滑动至连结臂部56b与阀芯4的连结部44连结的连结部位而重新紧固。此处的作业中,中途位置的紧固带45扩径并沿移动方向D13滑动至连结部位,在该连结部位被缩径而紧固。到该第三阶段S13为止,在上盖25从阀主体2离开的状态下进行。然后,若连结部位处的紧固带45的紧固结束,则在接下来的第四阶段S14中,上盖25在移动方向D12上被压入至与阀主体2接触的位置,上盖25焊接固定于阀主体2。之后,经过步进马达5a的定子线圈52的安装等,完成图1所示的滑动式切换阀1。

根据以上说明的实施方式的滑动式切换阀1,在利用来自步进马达5a的驱动力进退驱动阀芯4时,导向部件54兼用作内螺纹部件56的进退导向和连结臂部56b的旋转限制,从而抑制构件数量的增加。也就是说,根据上述的滑动式切换阀1,能够在抑制构件数量的增加的情况下利用来自步进马达5a的驱动力进行阀芯4的进退驱动。

并且,在本实施方式中,在导向部件54的底部设有使连结臂部56b插通而成为旋转限制部54c的导向孔54b和外螺纹部件55的第二轴承孔54a。根据该结构,由于导向部件54还兼用作外螺纹部件55的轴支承,所以能够进一步抑制构件数量的增加。

并且,在本实施方式中,在内螺纹部件56中的连结臂部56b的基端部设有与导向部件54抵接的抵接部56e,该抵接部56e作为阀芯4的定位限位件发挥功能。根据该结构,不需要在阀主体2中的阀芯4的附近设置阀芯4的限位构造等就能够在切换位置进行阀芯4的位置限制,因此能够抑制阀主体2、阀芯4的构造的复杂化。

并且,在本实施方式中,连结臂部56b设有多根,具体为设有两根,旋转限制部54c由使两根连结臂部56b一对一地插通的一对导向孔54b构成。根据该结构,通过使两根连结臂部56b插通于一对导向孔54b,不另设部件等便能进行旋转限制,因此能够进一步抑制构件数量的增加。

并且,在本实施方式中,连结臂部56b设有相对于包含轴线L的平面P11成为面对称的两根,旋转限制部54c由与其一对一对应的一对导向孔54b构成。根据该结构,由于与旋转限制相关的连结臂部56b以及导向孔54b的数量能够抑制为必要最小限度,所以能够抑制连结臂部56b以及导向孔54b的加工成本等。

并且,在本实施方式中,两根连结臂部56b和阀芯4经由遍及两根连结臂部56b的轴件59而连结。而且,在两根连结臂部56b设有将轴件59以在轴线L方向上不能移动而在径向移动自如的方式进行卡定的内螺纹侧卡定槽56c,在阀芯4的连结部44设有相同的阀芯侧卡定槽44b。根据该结构,由于以卡定槽与轴件59卡定这样的简单的结构将连结臂部56b与阀芯4连结,所以能够抑制与该连结相关的组装成本等。

并且,在本实施方式中,作为限制两根连结臂部56b在相互分离的分离方向D11上的位移的张开限制部件,设有捆扎两根连结臂部56b来限制位移的紧固带45。根据该结构,能够抑制伴随外螺纹部件55的旋转而对内螺纹部件56中的两根连结臂部56b施加扭转负荷而两根连结臂部56b相互分离的情况,因此能够提高内螺纹部件56以及阀芯4的驱动精度。并且,由于以使用了紧固带这样的廉价的构件的简单的构造来进行针对连结臂部56b的位移限制,所以能够抑制与该位移限制相关的构件成本、组装成本等。

并且,在本实施方式中,阀芯4形成为具有碗状凹部40c,其开口端缘40a作为密封部S能够与阀座部3中的设有三个阀口的密封面33滑动接触。根据该结构,关于在具有碗状凹部40c的阀芯4和阀座部3设有三个阀口的本实施方式的滑动式切换阀1,能够在抑制构件数量的增加的情况下利用来自步进马达5a的驱动力进行阀芯4的进退驱动。

接下来,作为针对本实施方式的变形例,举出与紧固带45不同的张开限制部件的其它例子进行说明。

图9是示出张开限制部件的第一~第三其它例子的示意图。图9的(A)示出第一其它例子,图9的(B)示出第二其它例子,图9的(C)示出第三其它例子。

第一其它例子的张开限制部件145具备作为连结部144而设于阀芯140的收纳筒145a和销夹145b。收纳筒145a是在轴线L方向上朝向内螺纹部件156一方呈筒状突出地设于阀芯140且将两根连结臂部156b的阀芯140侧的端部收纳于内侧的部位。销夹145b是在相对于轴线L方向的交叉方向D14贯通收纳筒145a的周壁以及两根连结臂部156b的端部的贯通销。该销夹145b以在沿着收纳筒145a的周壁向外侧穿出的外部侧与包围周壁的外表面并贯通连结臂部156b的内部侧之间夹入周壁和连结臂部156b的方式进行卡定。

第二其它例子的张开限制部件245具备与第一其它例子相同的收纳筒245a和铆接销245b。收纳筒245a将两根连结臂部256b的端部收纳于内侧。铆接销245b是在交叉方向D14上贯通收纳筒245a的周壁以及两根连结臂部156b的端部的棒状的贯通销。其一端成为比周壁的贯通孔大的头部,另一端在沿着收纳筒245a的周壁向外侧穿出后铆接而卡定固定。

第三其它例子的张开限制部件345具备与第一其它例子相同的收纳筒345a和开口销345b。收纳筒345a将两根连结臂部356b的端部收纳于内侧。开口销345b是在交叉方向D14上贯通收纳筒245a的周壁以及两根连结臂部356b的端部的贯通销。该开口销345b是将一根金属销折叠而形成的,折端部成为比周壁的贯通孔更大地膨胀的形状,另一端部在沿周壁向外侧穿出后朝向周壁的外表面折弯扩大而卡定固定于周壁。

以上,根据使用了贯通销的三个其它例子的张开限制部件145、254、345,基于使用了收纳筒145a、245a、345a和贯通销的这一结构,一起进行连结臂部156b、256b、356b的连结以及位移限制。其结果,能够抑制与连结以及位移限制相关的构件成本、组装成本等。

图10是示出张开限制部件的第四其它例子的示意图。

第四其它例子的张开限制部件445具备与第一其它例子相同的收纳筒445a、被夹持突起445b以及C形环445c。收纳筒445a将两根连结臂部456b的端部收纳于内侧。被夹持突起445b是在阀芯中的收纳筒445a的内侧以被夹在两根连结臂部456b的端部的相互之间的方式在轴线L方向上突出设置的部位。C形环445c是在收纳筒445a的内侧将两根连结臂部456b的端部以在相互之间夹入被夹持突起445b的状态收纳并绑紧的一部分切口的金属环状的紧固部件。在各连结臂部456b的端部外表面在周向上延伸形成有C形环445c嵌入的槽456b1。在该第四其它例子中,两根连结臂部456b利用端部向收纳筒445a的收纳和C形环445b的紧固而与阀芯连结,并且分离方向D11的位移受到限制。

根据该第四其它例子的张开限制部件445,利用使用了阀芯中的收纳筒445a、被夹持突起445b以及C形环445c的这一结构,能够一起进行连结臂部456b与阀芯的连结以及连结臂部456b的位移限制。由此,能够抑制与连结以及位移限制相关的构件成本、组装成本等。

此外,以上说明的实施方式以及第一~第四其它例子只不过示出了本发明的代表性的方式,本发明并不限定于此。即,能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形来实施。即使是这样的变形,只要具备本发明的滑动式切换阀的结构,当然也包含在本发明的范畴内。

例如,在上述的实施方式以及第一~第四其它例子中,作为滑动式切换阀的一例,举例示出出了在冷冻循环等中与压缩机、蒸发器、冷凝器连接并对在这些设备中流动的制冷剂的流路进行切换的滑动式切换阀1。然而,滑动式切换阀不限定于此,能够应用于进行流路变更的各种阀的主体部分。

并且,在上述的实施方式以及第一~第四其它例子中,作为设于内螺纹部件的连结臂部的一例,举例示出出了两根连结臂部56b。并且,作为设于导向部件并限制连结臂部的旋转的旋转限制部的一例,举例示出了由使两根连结臂部56b一对一地插通的一对导向孔54b构成的旋转限制部54c。然而,连结臂部、旋转限制部不限定于此,也可以由三根以上的多根连结臂部、使上述多根连结臂部插通的多个插通孔构成等。并且,在使三根以上的多根连结臂部插通于多个插通孔的方式中,只要使多根连结臂部分散地插通于多个插通孔即可,不限定于一对一地插通的方式,例如也可以是使两根以上的连结臂部插通于一个插通孔、使剩余的连结臂部插通于其它插通孔等的方式。或者,连结臂部、旋转限制部的数量也可以分别各仅为一个,例如是呈多棱柱状的连结臂部、多边形的贯通孔这样的在插通时不能旋转的形状的连结臂部、旋转限制部等。

并且,在上述的实施方式中,作为卡定轴件的卡定槽的一例,举例示出了设于两根连结臂部56b的内螺纹侧卡定槽56c和设于阀芯4的连结部44的阀芯侧卡定槽44b。然而,上述的卡定槽不限定于此,只要设于两根连结臂部和阀芯的至少一方即可,可以仅设于连结臂部,或者也可以仅设于阀芯。在上述情况下,也可以在连结臂部和阀芯中的未设置卡定槽的部件设置轴件的端部嵌入的孔,或者也可以将轴件的端部埋设固定。

并且,在上述的实施方式中,作为滑动式切换阀的一例,举例示出了在设于内螺纹部件56的两根连结臂部56b设置轴件59的滑动式切换阀1。然而,滑动式切换阀不限定于此。内螺纹部件中的连结臂部的根数也可以如上所述地是任意多根,只要在从上述多根连结臂部中选择的两根连结臂部设置轴件即可,能够适当地设定选择哪个连结臂部来设置轴件。

并且,在上述的实施方式以及第一~第四其它例子中,在阀座部3设有第一端口30、出口端口31以及第二端口32,阀芯4在阀座部3上滑动移动,利用轴线L方向的移动能够进行连通对象的切换,即,能够进行连通状态的切换,使第一端口30与出口端口31连通、或者使第二端口32与出口端口31连通。然而,由阀芯进行的连通状态的切换方式并不限定于此。连通状态的切换方式例如也可以是以如下方式切换连通状态的方式:在阀座部仅形成两个端口,利用阀芯在阀座部上的滑动移动,断开任一方的端口且使另一方的端口与入口端口连通,或者使上述一方的端口与入口端口连通且断开另一方的端口。并且,连通状态的切换方式也可以是如下方式:在阀座部仅形成一个端口,利用阀芯在阀座部上的滑动移动来切换入口端口与阀座部的一个端口的连通和断开。

并且,在上述的实施方式以及第一~第四其它例子中,作为在阀座部设有多个阀口并利用阀芯来切换上述多个阀口的连通状态的滑动式切换阀的一例,举例示出了如下的滑动式切换阀1。即,举例示出了具备使设于阀座部3的三个阀口30、31、32中的两个阀口作为连通对象而连通的、能够利用轴线L方向的移动进行连通对象的切换的一个阀芯4的滑动式切换阀1。然而,滑动式切换阀不限定于此,例如设于阀座部的阀口的数量只要是三个以上的多个即可,可以是任意数量,上述多个阀口中的作为阀芯的连通对象的阀口的数量只要是两个以上的多个即可,可以是任意数量。并且,设于阀主体的内部的阀芯的数量也不限定于一个,也可以在阀主体的内部设置多个阀芯。

以上,参照附图对本发明的实施方式进行了详细说明,但具体的结构不限定于上述实施方式,不脱离本发明的主旨的范围的设计变更等也包含在本发明中。

相关技术
  • 一种排冷切换阀及其切换方法
  • 滑动式切换阀的阀主体、滑动式切换阀以及空调机
  • 滑动式切换阀的阀主体、滑动式切换阀以及空调机
技术分类

06120115892234