特開 2024-86150 スライド式切換弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024086150

(43)【公開日】2024-06-27

(54)【発明の名称】スライド式切換弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 11/065 20060101AFI20240620BHJP

   F16K 51/00 20060101ALI20240620BHJP

【ＦＩ】

F16K11/065 Z

F16K51/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022201130

(22)【出願日】2022-12-16

(71)【出願人】

【識別番号】000143949

【氏名又は名称】株式会社鷺宮製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(72)【発明者】

【氏名】横田 純一

(72)【発明者】

【氏名】中野 誠一

【テーマコード（参考）】

3H066

3H067

【Ｆターム（参考）】

3H066AA03

3H066BA38

3H067AA15

3H067CC59

3H067DD03

3H067DD12

3H067DD32

3H067EA02

3H067EA05

3H067ED04

3H067FF11

3H067GG23

3H067GG24

(57)【要約】

【課題】本発明は、弁座シール面と弁体シール部との間における異物の噛み込みを抑制し、弁漏れを防止するスライド式切換弁を得ることを目的とする。
【解決手段】スライド式切換弁１は、内部に弁室１０ａを有する弁本体１０と、弁座部３０と、弁室１０ａにて軸線Ｌ方向にスライド自在に設けられる弁体４０と、弁体４０をスライド駆動する駆動部５０と、を備えている。弁本体１０には、弁体４０を軸線Ｌ方向に沿って案内する弁体ガイド部１４が設けられ、弁体４０は、弁座部３０に対向する弁体シール部４１２と、弁体ガイド部１４に摺接して案内される被ガイド部４１４と、を有している。弁座部３０は、少なくとも一つの弁ポート３１、３２、３３と、弁体シール部４１２が摺接する弁座シール面３４と、を有している。弁体ガイド部１４と弁座部３０との間には、溝状の異物逃がし部Ｓが設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に弁室を有する弁本体と、前記弁本体に設けられる弁座部と、前記弁室にて軸線方向にスライド自在に設けられる弁体と、前記弁体をスライド駆動する駆動部と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記弁本体には、前記弁体を前記軸線方向に沿って案内する弁体ガイド部が設けられ、
前記弁体は、前記弁座部に対向する弁体シール部と、前記弁体ガイド部に摺接して案内される被ガイド部と、を有し、
前記弁座部は、少なくとも一つの弁ポートと、前記弁体シール部が摺接する弁座シール面と、を有し、
前記弁体ガイド部と前記弁座部との間には、溝状の異物逃がし部が設けられていることを特徴とするスライド式切換弁。

【請求項2】

前記弁体ガイド部は、前記弁座シール面に直交する直交方向と前記軸線方向とを含む平面に沿った壁状に設けられるとともに、前記弁座シール面よりも高い位置から低い位置まで延びて設けられ、
前記異物逃がし部は、前記弁座シール面よりも低い位置にある前記弁体ガイド部の壁面と、前記弁座部の前記軸線方向に沿った端面と、の間に設けられてい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。

【請求項3】

前記弁体ガイド部と前記被ガイド部との隙間であるガイドクリアランスは、前記弁体シール部の前記軸線方向に沿った端面と前記弁座シール面の前記軸線方向に沿った端縁との距離である弁座余長距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のスライド式切換弁。

【請求項4】

前記弁体は、前記弁体ガイド部に対向する側壁部を備え、
前記被ガイド部は、前記側壁部から突出した突部で構成されるとともに、前記突部の底面が前記弁体シール部よりも高い位置に設けられてい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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スライド式切換弁に関する。

【背景技術】

【0002】

冷凍サイクルなどにおいて冷媒の流路を切り換える切換弁として、筒状の弁本体と、弁本体内部にスライド自在に設けられた弁体と、弁本体に設けられる弁座部と、弁体を軸線方向にスライド駆動する駆動部（マグネットロータ及びステータコイル）と、を備えたスライド式切換弁が知られている。弁体は、椀状凹部と、その開口端縁に沿った弁体シール部と、を有し、弁座部は、複数の弁ポートと、弁体シール部が摺接する弁座シール面（弁座面）と、を有して構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１５０８１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、従来のスライド式切換弁では、冷凍サイクル内で発生した異物が弁本体内部に侵入した場合、弁座シール面と弁体シール部との間に異物が噛み込むと、弁漏れが発生する可能性がある。

【0005】

本発明は、弁座シール面と弁体シール部との間における異物の噛み込みを抑制し、弁漏れを防止するスライド式切換弁を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のスライド式切換弁は、内部に弁室を有する弁本体と、前記弁本体に設けられる弁座部と、前記弁室にて軸線方向にスライド自在に設けられる弁体と、前記弁体をスライド駆動する駆動部と、を備えたスライド式切換弁であって、前記弁本体には、前記弁体を前記軸線方向に沿って案内する弁体ガイド部が設けられ、前記弁体は、前記弁座部に対向する弁体シール部と、前記弁体ガイド部に摺接して案内される被ガイド部と、を有し、前記弁座部は、少なくとも一つの弁ポートと、前記弁体シール部が摺接する弁座シール面と、を有し、前記弁体ガイド部と前記弁座部との間には、溝状の異物逃がし部が設けられていることを特徴とする。

【0007】

このような本発明によれば、冷凍サイクルシステム内の部品摩耗等で発生した異物が弁本体内部に侵入し、弁体のスライド移動とともに弁座シール面上を移動したとしても、その異物を異物逃がし部に逃がして収容することができる。このため、弁座シール面上で異物の行き場がなくなることが防止され、異物に弁体が乗り上げることがなくなる。したがって、弁座シール面と弁体シール部との間における異物の噛み込みを抑制し、弁漏れを防止するスライド式切換弁を得ることができる。

【0008】

また、この際、前記弁体ガイド部は、前記弁座シール面に直交する直交方向と前記軸線方向とを含む平面に沿った壁状に設けられるとともに、前記弁座シール面よりも高い位置から低い位置まで延びて設けられ、前記異物逃がし部は、前記弁座シール面よりも低い位置にある前記弁体ガイド部の壁面と、前記弁座部の前記軸線方向に沿った端面と、の間に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、弁座シール面よりも低い位置にある弁体ガイド部の壁面と、弁座部の軸線方向に沿った端面と、の間に設けられた異物逃がし部に異物を収容することで、弁座シール面と弁体シール部との間における異物の噛み込みを抑制することができる。

【0009】

また、前記弁体ガイド部と前記被ガイド部との隙間であるガイドクリアランスは、前記弁体シール部の前記軸線方向に沿った端面と前記弁座シール面の前記軸線方向に沿った端縁との距離である弁座余長距離よりも小さいことが好ましい。このような構成によれば、例えば弁体がスライド移動する際に、振動等によってガイドクリアランスを埋める方向に変位することがあったとしても、その変位する距離は弁座余長距離を超えることはない。このため、変位した弁体シール部が弁座シール面を超えて異物逃がし部内に位置することがない。したがって、弁体が変位したとしても、弁座シール面に対する弁体シール部の摺接が解除されることがなく、弁体シール部が弁座シール面からはみ出すことが防止される。そして、これにより、例えば弁座部が板状に形成されていた場合などに、弁座シール面からはみ出した弁体シール部が弁座部の角部で削られて損傷すること等が防止される。そして、当該損傷を原因とする弁漏れや当該損傷によって生じた摩耗紛が弁体シール部と弁座シール面との間に噛み込まれること等が防止される。

【0010】

また、前記弁体は、前記弁体ガイド部に対向する側壁部を備え、前記被ガイド部は、前記側壁部から突出した突部で構成されるとともに、前記突部の底面が前記弁体シール部よりも高い位置に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、突部の底面が弁体シール部よりも高い位置に設けられていることで、弁体は弁座シール面よりも高い位置で弁体ガイド部によりガイドされることとなる。すなわち、弁体をガイドする位置を、異物逃がし部から離すことができる。このため、異物と弁体との干渉を避けやすくすることができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、弁座シール面と弁体シール部との間における異物の噛み込みを抑制し、弁漏れを防止するスライド式切換弁を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係るスライド式切換弁の軸線方向に沿った断面図。

【図2】スライド式切換弁の弁体の斜視図。

【図3】スライド式切換弁の軸線方向に直交する方向に沿った断面図。

【図4】（Ａ）は、弁座部と変位前の弁体の拡大断面図であり、（Ｂ）は、弁座部と変位後の弁体の拡大断面図。

【図5】スライド式切換弁が用いられる冷凍サイクルシステムの概略図。

【図6】変形例における弁座部と弁体の拡大断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図１～５に基づいて説明する。本実施形態に係るスライド式切換弁１は、冷凍サイクルなどにおいて圧縮機、蒸発器、凝縮器と接続され、これらの機器に流れる冷媒の流路を切り換える切換弁である。

【0014】

なお、本実施形態のスライド式切換弁１は、軸線Ｌ方向の一方側に駆動部５０を有し、軸線Ｌ方向他方側に後述する入口ポートＡを有するので、軸線Ｌ方向の一方側を駆動部５０側と記し、軸線Ｌ方向の他方側を入口ポートＡ側と記す場合がある。そして、軸線Ｌ方向に直交する方向のうち、後述する弁体４０の幅方向を左右方向Ｘとする。また、左右方向Ｘの一方側を左側Ｘ１とし、他方側を右側Ｘ２とする。そして、左右方向Ｘに直交する方向のうち、弁体４０の深さ方向を高さ方向Ｚとする。また高さ方向Ｚの一方側を上側Ｚ１とし、他方側を下側Ｚ２とする。

【0015】

これはあくまでも説明の便宜のためであり、必ずしもスライド式切換弁１の実際の使用状態における方向と一致するとは限らず、スライド式切換弁１の実際の使用状態における各方向を限定するものではない。

【0016】

スライド式切換弁１は、内部に弁室１０ａを有する弁本体１０と、弁本体１０を収容するハウジング２０と、弁本体１０に設けられる弁座部３０と、弁室１０ａにて軸線Ｌ方向にスライド自在に設けられる弁体４０と、弁体４０をスライド駆動する駆動部５０と、を備えている。

【0017】

弁本体１０は、本実施形態では、先端部が駆動部５０側に延びるように、樹脂成形により有底筒状に形成され、その内部が弁室１０ａを構成している。すなわち、弁本体１０は、内部に弁室１０ａを有して構成されている。弁本体１０の底壁１０ｂには、弁室１０ａの内外に連通する入口ポートＡが形成されている。入口ポートＡは、軸線Ｌ方向に延びる入口接続流路Ａ１を介して不図示の圧縮機の吐出口と連通するポートである。この入口ポートＡは、圧縮機から送られる高圧の冷媒が弁室１０ａに流入する際の入口を構成している。

【0018】

弁本体１０の側壁１０ｃには、弁室１０ａの内外に連通する複数の円筒状の流路として、第１接続流路１１、出口接続流路１２、第２接続流路１３が、駆動部５０側からこの順に軸線Ｌ方向に沿ってそれぞれ形成されている。第１接続流路１１は、後述する第１ポート３１と連通する流路である。この第１接続流路１１は、凝縮器（または蒸発器）と接続されて凝縮器（または蒸発器）と弁室１０ａとの間に流れる流体の流路を構成している。

【0019】

出口接続流路１２は、後述する出口ポート３２と連通する流路である。この出口接続流路１２は、圧縮機の吸入口に接続されるようになっており、第１接続流路１１（または第２接続流路１３）を通って弁室１０ａに戻ってきた低圧の冷媒が圧縮機に送られる際の流路を構成している。第２接続流路１３は、後述する第２ポート３３と連通する流路である。この第２接続流路１３は、蒸発器（または凝縮器）と接続されて蒸発器（または凝縮器）と弁室１０ａとの間に流れる流体の流路を構成している。

【0020】

弁本体１０の内壁面において、第１接続流路１１、出口接続流路１２、および第２接続流路１３の左右方向Ｘ両側には、図３に示すように、高さ方向Ｚ（後述する弁座シール面３４に直交する直交方向）に立ち上がる段状の弁体ガイド部１４が形成されている。弁体ガイド部１４は、高さ方向Ｚと軸線Ｌ方向とを含む平面に沿った壁状に設けられている。

【0021】

弁体ガイド部１４の左右方向Ｘ内方を向く壁面１４ａは、弁座シール面３４よりも上側Ｚ１から下側Ｚ２まで（弁座シール面３４よりも高い位置から低い位置まで）延びて設けられており、それぞれ軸線Ｌ方向に沿って延びている。この壁面１４ａは、後述する弁体４０の被ガイド部４１４が摺接できるように設けられており、これによって弁体４０を軸線Ｌ方向に沿って案内する。すなわち、弁本体１０には、弁体４０を軸線Ｌ方向に案内する弁体ガイド部１４が設けられている。

【0022】

図１に示すように、弁本体１０の駆動部５０側の端部には、金属製の筒状のケース１５が弁本体１０とのインサート成形にて固定され、ケース１５の駆動部５０側の端部には、後述のガイド部５２１の外周にインサート成形により固定され、ケース１５の開口を閉じる金属製で略円盤状の固定蓋１６が溶接等で固定されている。

【0023】

ハウジング２０は、軸線Ｌを中心とする略円筒形状の収容室２０ａに、弁本体１０、ケース１５、および固定蓋１６を収容する収容部材であり、アルミダイキャストで有底筒状に形成されている。ハウジング２０の駆動部５０側の端部と固定蓋１６との間には、ハウジング２０と弁本体１０とを抜け止め固定するＣリング２１が嵌合している。なお、本実施形態で弁本体１０は材質をポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂としたが、この他真鍮、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属等、適宜な材質で構成してもよい。

【0024】

ハウジング２０の内周壁（もしくは、弁本体１０の外周壁）には、所定間隔で軸線Ｌ方向の複数の位置に径方向に凹む溝部Ｇがそれぞれ配置され、当該溝部Ｇには、Ｏリング２２が嵌め込まれている。このＯリング２２により、弁本体１０とハウジング２０との間はシールされる。ハウジング２０の底壁２０ｂには、軸線Ｌ方向に貫通する入口接続孔２３が形成され、入口接続孔２３には、入口接続流路Ａ１および入口ポートＡを介して弁室１０ａと圧縮機の吐出口とを連通するＤ継手管２３ａが接続されている。

【0025】

ハウジング２０の側壁２０ｃには、軸線Ｌ方向に直交する方向に貫通する第１接続孔２４、出口接続孔２５、第２接続孔２６が、駆動部５０側からこの順に軸線Ｌ方向に沿ってそれぞれ形成されている。第１接続孔２４には、第１接続流路１１および後述する第１ポート３１を介して弁室１０ａと凝縮器（または蒸発器）とを接続するＥ継手管２４ａが接続されている。出口接続孔２５には、出口接続流路１２および後述する出口ポート３２を介して弁室１０ａと圧縮機の吸入口とを連通するＳ継手管２５ａが接続されている。第２接続孔２６には、第２接続流路１３および後述する第２ポート３３を介して弁室１０ａと蒸発器（または凝縮器）とを接続するＣ継手管２６ａが接続されている。

【0026】

弁座部３０は、弁本体１０の側壁１０ｃのうち、第１接続流路１１、出口接続流路１２、第２接続流路１３が形成された側壁１０ｃに設置される部材である。この弁座部３０は、薄型金属板で形成され、インサート成形や接着、溶着等により弁本体１０の側壁１０ｃに固定されている。弁座部３０の板面には、第１接続流路１１に連通する第１ポート３１、出口接続流路１２に連通する出口ポート３２、第２接続流路１３に連通する第２ポート３３がそれぞれ形成されている。各ポート３１、３２、３３は、第１接続流路１１、出口接続流路１２、第２接続流路１３よりも内径の寸法が小さい円筒状に形成され、軸線Ｌ方向に所定の間隔を空けながら配置されている。弁座部３０における各接続流路１１、１２、１３のある側と反対側の面は、後述する弁体４０の弁体シール部４１２が摺接する弁座シール面３４を構成している。

【0027】

なお、本実施形態では、弁座部３０には、第１接続流路１１、出口接続流路１２、および第２接続流路１３に対応するように、複数の弁ポート３１、３２、３３が形成されているが弁ポートの数はこれに限られない。例えば、一つの弁ポートを弁体が閉鎖、開放することで流体の流れを制御する場合にも本発明は適用できる。すなわち、弁座部３０は、少なくとも一つの弁ポートを有していればよい。

【0028】

弁座部３０の左右方向Ｘ両側の端面３０ａ（弁座部３０の軸線Ｌ方向に沿った端面）と、上述した弁本体１０の弁体ガイド部１４の壁面１４ａとの間には、図４（Ａ）に示すように（図４（Ａ）では、左側Ｘ１の端部のみ図示）、上側Ｚ１に向かって開口する溝状の異物逃がし部Ｓが形成されている。すなわち、弁体ガイド部１４と弁座部３０との間には、異物逃がし部Ｓが設けられている。

【0029】

異物逃がし部Ｓは、具体的には、弁体ガイド部１４の壁面１４ａのうち、弁座シール面３４よりも下側Ｚ２（低い位置）にある壁面１４ａと、弁座部３０の左右方向Ｘ両側の端面３０ａと、の間に設けられた空間である。この異物逃がし部Ｓには、冷凍サイクルシステム内の部品摩耗等で発生し、弁本体１０内部に侵入した異物が収容される。

【0030】

すなわち、異物逃がし部Ｓは、冷凍サイクルシステム内の部品摩耗等で発生した異物が、弁本体１０内部に侵入し弁体４０のスライド移動とともに弁座シール面３４上を移動した場合に、その異物を弁座シール面３４上から逃がす逃がし空間として機能している。

【0031】

弁体４０は、主にポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等の樹脂製であり、弁室１０ａにて軸線Ｌ方向にスライド自在に設けられている。この弁体４０は、弁座部３０に着座して入口ポートＡ、第１ポート３１、出口ポート３２、第２ポート３３、の各々を連通または遮断する椀状の弁体本体４１を備えて構成されている。本実施形態では、弁体本体４１は、図２に示すように、上側Ｚ１（弁座部３０と反対側）に凹み、弁座部３０の弁座シール面３４に向かって開口する椀状凹部４１１を備えている。すなわち、弁体４０は、椀状に凹む椀状凹部４１１を備えている。

【0032】

椀状凹部４１１の開口端縁は、軸線Ｌ方向に長い長円形状に形成され、その弁座シール面３４に対向する面は、当該開口端縁に沿った弁体シール部４１２を構成している。すなわち、弁体４０は、弁座部３０に対向する弁体シール部４１２を備えている。椀状凹部４１１における開口端縁の軸線Ｌ方向の寸法は、第１ポート３１、出口ポート３２、第２ポート３３のうち隣り合う２つ分のポートを覆える長さに設定されている。このため、上述の弁座シール面３４に弁体シール部４１２が摺接する際、図１に示す位置に弁体４０がある場合には、出口ポート３２と第２ポート３３とが椀状凹部４１１に囲まれて他のポートＡ、３１と遮断される。この結果、出口ポート３２と第２ポート３３とが連通されるとともに、入口ポートＡと第１ポート３１とが連通される。

【0033】

そして、この状態から弁体４０が駆動部５０側にスライド移動すると、第１ポート３１と出口ポート３２とが椀状凹部４１１に囲まれて他のポートＡ、３３と遮断される。この結果、第１ポート３１と出口ポート３２とが連通されるとともに、入口ポートＡと第２ポート３３とが連通されることとなる。

【0034】

すなわち、弁体４０がスライド移動し、弁体シール部４１２が弁座シール面３４に摺接することで、各ポートＡ、３１、３２、３３同士の連通および遮断が切り換えられる。

【0035】

弁体本体４１の左右方向Ｘ両端部に位置する側壁４１ａ（弁体４０の側壁部）は、上述した弁本体１０の弁体ガイド部１４に対向し、図２に示すように、それぞれ軸線Ｌ方向に長く形成されている。側壁４１ａの各々の内面には、不図示の補強部材を設置するための台座４１３ａ、嵌合溝４１３ｂ、抜け止め突起４１３ｃで構成された固定部４１３が形成されている。

【0036】

側壁４１ａの各々の外面には、図２に示すように、上述した弁本体１０の壁面１４ａに摺接して案内される被ガイド部４１４が形成されている。被ガイド部４１４は、弁体本体４１の側壁４１ａから左右方向Ｘ外方にそれぞれ突出した突部で構成されている。被ガイド部４１４の底面４１４ａ（下側Ｚ２を向く面）は、弁体シール部４１２よりも上側Ｚ１（高い位置）に位置するように調整されている。すなわち、被ガイド部４１４は、弁体４０の側壁４１ａ（側壁部）から突出した突部で構成されるとともに、突部の底面が弁体シール部４１２よりも高い位置に設けられている。

【0037】

また、図４（Ａ）に示すように、弁体ガイド部１４と被ガイド部４１４との左右方向Ｘの隙間をガイドクリアランスＳ１とし、弁体本体４１の側壁４１ａ（弁体シール部４１２の軸線Ｌ方向に沿った端面）と上述した弁座部３０の端面３０ａ（弁座シール面３４の軸線Ｌ方向に沿った端面）との距離を弁座余長距離Ｓ２とすると、ガイドクリアランスＳ１の左右方向Ｘの幅は、弁座余長距離Ｓ２よりも小さくなっている。

【0038】

ここで、弁体４０は、後述する爪部４１７ｂを後述する雌ねじ軸５２３に引っ掛けるようにして駆動部５０に固定される。このような固定構造を有することから、弁体４０は、スライド移動する際に振動等によって左右方向Ｘ（ガイドクリアランスＳ１を埋める方向）に変位する場合がある。しかしながら、上述のようにガイドクリアランスＳ１および弁座余長距離Ｓ２を設定したことで、図４（Ｂ）に示すように、弁体４０がガイドクリアランスＳ１を埋める方向に変位したとしても、その変位する距離は弁座余長距離Ｓ２を超えることはない。

【0039】

このため、変位した弁体シール部４１２が弁座シール面３４を超えて異物逃がし部Ｓ内に位置することがない。したがって、弁体４０が変位したとしても、弁座シール面３４に対する弁体シール部４１２の摺接が解除されることがなく、弁体シール部４１２が弁座シール面３４から左右方向Ｘにはみ出すことが防止されている。そして、これにより、本実施形態のように弁座部３０が板状に形成されていた場合などに、弁座シール面３４からはみ出した弁体シール部４１２が弁座部３０の角部で削られて損傷すること等が防止される。そして、当該損傷を原因とする弁漏れや当該損傷によって生じた摩耗紛が弁体シール部４１２と弁座シール面３４との間に噛み込まれること等が防止される。

【0040】

図３に示すように、弁体本体４１の上側Ｚ１の端部（頂部）には、弁体本体４１を弁座部３０側に付勢するばね部材４１５が設置されている。ばね部材４１５は、弁体４０を弁座部３０に向かって押し付けている。図１に示すように、弁体本体４１の入口ポートＡ側の端部には、入口ポートＡ側に向けて軸線Ｌ方向に突出するストッパ４１６が形成されている。このストッパ４１６は、その突出端部が弁本体１０の底壁１０ｂにおける弁室１０ａ側の面と当接することで弁体４０の入口ポートＡ側への移動を規制する。

【0041】

図１に示すように、弁体本体４１の駆動部５０側の端部には、駆動部５０側に突出する接続爪部４１７が設けられている。接続爪部４１７は、弁体４０と駆動部５０とを接続させるための部分であり、図２に示すように、軸線Ｌ方向に突出する突出部４１７ａと、突出部４１７ａの突出端部から弁座部３０のある側と反対側に向けて突出する爪部４１７ｂと、を備えて構成されている。爪部４１７ｂは、突出部４１７ａの左右方向Ｘ両端部からそれぞれ突出し、略水平方向に向けて２叉に分かれるような形状で構成されている。この爪部４１７ｂは、軸線Ｌ方向に厚みを持ち、後述する雌ねじ軸５２３に引っ掛けられた状態で、雌ねじ軸５２３に形成された不図示の接続溝に嵌っている。

【0042】

駆動部５０は、弁体４０をスライド駆動する部分であり、電動モータとしてのステッピングモータ５１と、ステッピングモータ５１の回転を直線運動に変換して弁体４０に伝達する直動機構５２と、を備えている。

【0043】

ステッピングモータ５１は、図１に示すように、固定蓋１６の駆動部５０側に固定され、弁本体１０の弁室１０ａおよびケース１５の内部を密閉する金属製のキャップ５１１と、このキャップ５１１内に収容されたマグネットロータ５１２と、キャップ５１１を挟んでマグネットロータ５１２の外周を軸線Ｌ方向の周方向に囲むように配置されるステータコイル５１３と、を備えている。

【0044】

直動機構５２は、固定蓋１６にインサート成形により固定された上述の有底筒状のガイド部５２１と、ガイド部５２１に沿って軸線Ｌ方向に進退案内されるロータ軸としての雄ねじ軸５２２と、雄ねじ軸５２２の外周面に形成された雄ねじ部５２２ａに螺合する雌ねじ部５２３ａを有する雌ねじ軸５２３と、を備えている。すなわち、直動機構５２は、互いに螺合する雄ねじ部５２２ａおよび雌ねじ部５２３ａを有したねじ送り機構として構成されている。ガイド部５２１は、先端側（入口ポートＡ側）が弁室１０ａ内に位置し、底壁側（駆動部５０側）が弁室１０ａの外方に位置する状態で固定蓋１６に固定されている。ガイド部５２１は、内部に雄ねじ軸５２２および雌ねじ軸５２３を収容するように設けられており、雌ねじ軸５２３の外周壁の壁面が摺動する内周壁が断面角筒状に形成されている。

【0045】

雄ねじ軸５２２は、駆動部５０側の端部が固定部材を介してマグネットロータ５１２の中心部に固定され、入口ポートＡ側の端部がガイド部５２１の底壁を貫通して入口ポートＡ側に向けて軸線Ｌに沿って延びている。この雄ねじ軸５２２は、マグネットロータ５１２と一体となって軸線Ｌの周方向に回転する。

【0046】

雌ねじ軸５２３は、断面隅丸角筒状に形成されている。雌ねじ軸５２３の駆動部５０側の端部は、軸線Ｌ方向に摺動可能にガイド部５２１内に収容されている。雌ねじ軸５２３の中央部には、中心軸が軸線Ｌと同軸の雌ねじ部５２３ａが形成されている。雌ねじ部５２３ａは、雄ねじ軸５２２の雄ねじ部５２２ａと螺合し、雄ねじ部５２２ａが回転することにより、ねじ送りされて軸線Ｌ方向にスライド移動する。なお、雄ねじ部５２２ａおよび雌ねじ部５２３ａを構成するねじとしては、多条ねじを用いることが望ましい。

【0047】

雌ねじ軸５２３の入口ポートＡ側の端部における左右方向Ｘ両側の外周面には、上述の爪部４１７ｂを嵌め込むための不図示の接続溝がそれぞれ形成されている。接続溝は、爪部４１７ｂを嵌め込めるように爪部４１７ｂの軸線Ｌ方向の寸法と略同じか若干大きな溝幅を備えて、軸線Ｌと交差する方向に延びている。この接続溝に爪部４１７ｂが嵌め込まれると、駆動部５０と弁体４０とが接続爪部４１７を介して接続される。この状態では、ステッピングモータ５１が雄ねじ軸５２２を回転させて直動機構５２が作動すると、ねじ送りによりスライド移動する雌ねじ軸５２３とともに弁体４０が軸線Ｌ方向にスライド移動する。

【0048】

次に、スライド式切換弁１を流路切換弁に用いた冷凍サイクルシステム１００について説明する。図５は実施形態の冷凍サイクルシステム１００を示す図であり、空気調和機の冷凍サイクルシステムの例である。空気調和機は、圧縮機２００、室外熱交換器３００（凝縮器または蒸発器）、膨張弁４００、室内熱交換器５００（蒸発器または凝縮器）、流路切換弁としてのスライド式切換弁１を有しており、これらの各要素は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルシステムを構成している。

【0049】

冷凍サイクルシステムの流路は、スライド式切換弁１の弁体４０を上記説明のように駆動させることで、暖房運転および冷房運転の２通りの流路に切換えられるようになっている。

【0050】

図５に示す暖房運転時には、スライド式切換弁１において弁体４０が入口ポートＡ側に移動し、弁体本体４１により出口ポート３２と第２ポート３３とが連通するとともに、入口ポートＡと第１ポート３１とが連通する。そして、図に点線の矢印で示すように、圧縮機２００で圧縮された冷媒がスライド式切換弁１の入口ポートＡに流入して第１ポート３１から室内熱交換器５００に流入し、室内熱交換器５００から流出する冷媒が、膨張弁４００に流入する。そして、この膨張弁４００で冷媒が膨張され、室外熱交換器３００に供給される。室外熱交換器３００から流出する冷媒は、スライド式切換弁１で第２ポート３３から出口ポート３２に流れ、出口ポート３２から圧縮機２００へ循環される。

【0051】

冷房運転時には、スライド式切換弁１において弁体４０が駆動部５０側に移動し、弁体本体４１により出口ポート３２と第１ポート３１とが連通するとともに、入口ポートＡと第２ポート３３とが連通する。そして、図に実線の矢印で示すように、圧縮機２００で圧縮された流体としての冷媒がスライド式切換弁１の入口ポートＡに流入して第２ポート３３から室外熱交換器３００に流入し、室外熱交換器３００から流出する冷媒が、膨張弁４００に流入する。そして、この膨張弁４００で冷媒が膨張され、室内熱交換器５００に供給される。室内熱交換器５００から流出する冷媒は、スライド式切換弁１で第１ポート３１から出口ポート３２に流れ、出口ポート３２から圧縮機２００へ循環される。

【0052】

なお、この冷凍サイクルシステム１００はあくまでも一例であり、例えば、第１ポート３１に連通するＥ継手管２４ａと室外熱交換器３００とを接続させ、Ｃ継手管２６ａと室内熱交換器５００とを接続させてもよい。この場合、弁体４０の位置と、暖房運転および冷房運転の関係が本実施形態とは逆になる。

【0053】

すなわち、スライド式切換弁１において弁体４０が入口ポートＡ側に移動し、弁体本体４１により出口ポート３２と第２ポート３３とが連通し、入口ポートＡと第１ポート３１とが連通した状態では、冷媒が、圧縮機２００、第１ポート３１、室外熱交換器３００、膨張弁４００、室内熱交換器５００、第２ポート３３、出口ポート３２、圧縮機２００の順に流れ、冷房運転となる。反対に、スライド式切換弁１において弁体４０が駆動部５０側に移動し、弁体本体４１により出口ポート３２と第１ポート３１とが連通し、入口ポートＡと第２ポート３３とが連通した状態では、冷媒が、圧縮機２００、第２ポート３３、室内熱交換器５００、膨張弁４００、室外熱交換器３００、第１ポート３１、出口ポート３２、圧縮機２００の順に流れ、暖房運転となる。

【0054】

以上、本実施形態によれば、スライド式切換弁１は、内部に弁室１０ａを有する弁本体１０と、弁本体１０に設けられる弁座部３０と、弁室１０ａにて軸線Ｌ方向にスライド自在に設けられる弁体４０と、弁体４０をスライド駆動する駆動部５０と、を備えている。弁本体１０には、弁体４０を軸線Ｌ方向に沿って案内する弁体ガイド部１４が設けられている。弁体４０は、弁座部３０に対向する弁体シール部４１２と、弁体ガイド部１４に摺接して案内される被ガイド部４１４と、を有している。弁座部３０は、少なくとも一つの弁ポート３１、３２、３３と、弁体シール部４１２が摺接する弁座シール面３４と、を有している。弁体ガイド部１４と弁座部３０との間には、溝状の異物逃がし部Ｓが設けられている。

【0055】

このような構成によれば、冷凍サイクルシステム１００内の部品摩耗等で発生した異物が弁本体１０内部に侵入し、弁体４０のスライド移動とともに弁座シール面３４上を移動したとしても、その異物を異物逃がし部Ｓに逃がして収容することができる。このため、弁座シール面３４上で異物の行き場がなくなることが防止され、異物に弁体４０が乗り上げることがなくなる。したがって、弁座シール面３４と弁体シール部４１２との間における異物の噛み込みを抑制し、弁漏れを防止するスライド式切換弁１を得ることができる。

【0056】

また、弁体ガイド部１４は、弁座シール面３４よりも高い位置から低い位置まで延びて設けられ、異物逃がし部Ｓは、弁座シール面３４よりも低い位置にある弁体ガイド部１４の壁面１４ａと、弁座部３０の軸線Ｌ方向に沿った端面３０ａと、の間に設けられている。このため、弁座シール面３４よりも低い位置にある弁体ガイド部１４の壁面１４ａと、弁座部３０の軸線Ｌ方向に沿った端面３０ａと、の間に設けられた異物逃がし部Ｓに異物を収容することで、弁座シール面３４と弁体シール部４１２との間における異物の噛み込みを抑制することができる。

【0057】

また、上述したガイドクリアランスＳ１は、上述した弁座余長距離Ｓ２よりも小さいため、例えば弁体４０がスライド移動する際に、振動等によってガイドクリアランスＳ１を埋める方向に変位することがあったとしても、その変位する距離は弁座余長距離Ｓ２を超えることはない。このため、変位した弁体シール部４１２が弁座シール面３４を超えて異物逃がし部Ｓ内に位置することがない。したがって、弁体４０が変位したとしても、弁座シール面３４に対する弁体シール部４１２の摺接が解除されることがなく、弁体シール部４１２が弁座シール面３４から左右方向Ｘにはみ出すことが防止される。そして、これにより、本実施形態のように弁座部３０が板状に形成されていた場合などに、弁座シール面３４からはみ出した弁体シール部４１２が弁座部３０の角部で削られて損傷すること等が防止される。そして、当該損傷を原因とする弁漏れや当該損傷によって生じた摩耗紛が弁体シール部４１２と弁座シール面３４との間に噛み込まれること等が防止される。

【0058】

また、弁体４０の被ガイド部４１４は、弁体４０の側壁４１ａ（側壁部）から突出した突部で構成されるとともに、突部の底面４１４ａが弁体シール部４１２よりも高い位置に設けることができる。このような構成によれば、突部の底面４１４ａが弁体シール部４１２よりも高い位置に設けられていることで、弁体４０は弁座シール面３４よりも高い位置で弁体ガイド部１４によりガイドされることとなる。すなわち、弁体４０をガイドする位置を、異物逃がし部Ｓ空間から離すことができる。このため、異物と弁体４０との干渉を避けやすくすることができる。

【0059】

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を含み、以下に示すような変形例も本発明に含まれる。図６は、変形例における弁座部３０と弁体４０の拡大断面図である。変形例では、弁座部３０の左右方向Ｘ両側の端面３０ａのうち、下側Ｚ２の部分がそれぞれ左右方向Ｘ外方に突出し、突出部３０ａ１
を構成している。この突出部３０ａ１の突出端部は、弁本体１０の弁体ガイド部１４の壁面１４ａに当接している。そして、壁面１４ａ、端面３０ａ、および突出部３０ａ１によって囲まれた部分に、異物逃がし部Ｓが形成されている。

【0060】

このような構成によれば、上述の実施形態と同様の作用、効果を奏することができる。また、このような構成によれば、突出部３０ａ１を壁面１４ａに当接させることで弁座部３０を弁本体１０に固定することもできるので、弁本体１０側に弁座部３０を固定するための溝等を形成する必要がなくなる。したがって、弁本体１０の加工コストを低減し、ひいてはスライド式切換弁の製造コストを低減することができる。

【0061】

また、本実施形態における流路切換弁としてのスライド式切換弁１は、説明のために四方切換弁としたが、これに限らず、二方弁や三方切換弁であっても、本発明を適用することができる。また、本実施形態では、直動機構５２は、ねじ送りにより雌ねじ軸５２３が弁体４０とともに軸線Ｌ方向にスライド移動する構成としたが、これとは逆に、雄ねじ軸５２２が弁体４０とともに軸線Ｌ方向にスライド移動する構成としてもよい。また、そもそも、駆動部５０は、弁体４０を軸線Ｌ方向にスライド駆動させることができればどのような構成でもよく、例えば、本発明のようにステッピングモータ５１を用いた電動弁以外に、パイロット電磁弁等を用いて弁体をスライド駆動する構成としてもよい。

【0062】

また、スライド式切換弁１は、例示する冷凍サイクルシステムだけでなく、あらゆる流体装置および流体回路に適用することができる。

【符号の説明】

【0063】

Ｌ 軸線
Ｓ 異物逃がし部
１ スライド式切換弁
１０ 弁本体
１４ 弁体ガイド部
３０ 弁座部
３１ 第１ポート（複数の弁ポート）
３２ 出口ポート（複数の弁ポート）
３３ 第２ポート（複数の弁ポート）
３４ 弁座シール面
４０ 弁体
４１２ 弁体シール部
４１４ 被ガイド部
５０ 駆動部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】