旋轉(zhuǎn)式閥裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及通過(guò)閥部件的旋轉(zhuǎn)來(lái)切換與該閥部件的停止位置對(duì)應(yīng)地決定的多個(gè)閥口的連通關(guān)系的旋轉(zhuǎn)式閥裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為以往的旋轉(zhuǎn)式閥裝置,例如專利文獻(xiàn)I所公開的四通切換閥如圖18所示地具有:大徑圓筒狀的閥殼體811 ;與閥殼體811的上端側(cè)一體連接并且上端被堵塞的小徑圓筒狀的馬達(dá)殼體812 ;以對(duì)閥殼體811的另一端側(cè)開口進(jìn)行密閉的方式安裝于該閥殼體811的平板狀的閥座813 ;與閥座813的朝向閥殼體811內(nèi)側(cè)的閥座面813a重疊配置的旋轉(zhuǎn)式的閥芯814 ;在圖中上下方向上劃分閥殼體811內(nèi)的空間而形成壓力平衡室808以及閥室809的間隔壁807 ;內(nèi)置于閥殼體811內(nèi)的壓力平衡室808的行星齒輪減速機(jī)815 ;以及步進(jìn)電機(jī)820。
[0003]在閥座813設(shè)有第一切換口 Cl (未圖示)以及第二切換口 C2、與這些切換口 Cl、C2可逆地連通的第一固定口 El以及第二固定口 E2。閥芯814容納于閥殼體811,其圓柱部814a能夠旋轉(zhuǎn)地支承于在間隔壁807的中央設(shè)置的貫通孔807a,與圓柱部814a —體連接的裙部814b與閥座面813a重疊配置。在該裙部814b,設(shè)有與第二固定口 E2總是連通的氣密連通孔814c。閥芯814與行星齒輪減速機(jī)815的輸出軸815a連接,隨著輸出軸815a的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。
[0004]該四通切換閥801經(jīng)由行星齒輪減速機(jī)815向閥芯814傳遞步進(jìn)電機(jī)820的旋轉(zhuǎn),而閥芯814旋轉(zhuǎn)以便切換為停止位置。由此,當(dāng)閥芯814處于一個(gè)停止位置時(shí),通過(guò)氣密連通孔814c以連通的方式連接第二固定口 E2和第二切換口 C2,并且使第一固定口 El和第一切換口 Cl在閥室809露出而以連通的方式連接這些口。并且,當(dāng)閥芯814處于其它的停止位置時(shí),通過(guò)氣密連通孔814c以連通的方式連接第二固定口 E2和第一切換口 Cl,并且使第一固定口 El和第二切換口 C2在閥室809露出而以連通的方式連接這些口。這樣,切換各口的連通關(guān)系。
[0005]這樣的四通切換閥801例如裝入使制冷劑在空調(diào)的室內(nèi)機(jī)與室外機(jī)之間循環(huán)的制冷劑循環(huán)回路等而使用。在該情況下,四通切換閥801的第二固定口 E2與壓縮機(jī)的吸入側(cè)連接。因此,在第二固定口 E2流動(dòng)流體的流動(dòng)方向恒定且流體壓力也比較小,從而氣密連通孔814c內(nèi)以及壓力平衡室808內(nèi)的制冷劑的壓力(流體壓力)不會(huì)較大地變動(dòng)而大體恒定。
[0006]另一方面,這樣的旋轉(zhuǎn)式閥裝置例如也在流體的流動(dòng)方向變化的回路等中使用。作為在流體的流動(dòng)方向變化的回路等中使用的旋轉(zhuǎn)式閥裝置的一個(gè)例子的二通閥的結(jié)構(gòu)如圖19、圖20所示。
[0007]圖19所示的二通閥901具備閥主體910、和容納在閥主體910內(nèi)的閥部件930。閥部件930具備能夠繞軸心轉(zhuǎn)動(dòng)地支承于閥主體910的圓柱部931、和與圓柱部931 —體連接的裙形狀的閥芯部933。閥部件930容納在閥主體910內(nèi),由此將閥主體910內(nèi)的空間劃分為閥室B和背壓室H。并且,在圓柱部931與閥主體910之間設(shè)有密封部件938,利用該密封部件938,來(lái)相互密封地分隔閥室B和背壓室H。通過(guò)螺旋彈簧963對(duì)閥部件930施加向一體設(shè)于閥主體910的閥座部920推壓的力,該閥芯部933的下端面933a抵接于閥座部920的閥座面922a。在閥芯部933的下端面933a形成有向閥芯部933擴(kuò)展的密閉凹部934,在該密閉凹部934與閥座面922a之間形成有密閉空間G。并且,在閥部件930,形成有連通閥芯部933的密閉空間G和背壓室H的均壓孔936。
[0008]在閥座部920,形成有在閥座面922a開口的第一閥口 Pl及第二閥口 P2。而且,閥部件930經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸部940而通過(guò)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部950旋轉(zhuǎn),來(lái)開閉第一閥口 Pl及第二閥口 P2中的至少一方。具體而言,如圖20(a)所示,第一閥口 Pl及第二閥口 P2均在閥室B露出而允許流體的流動(dòng)(開閥狀態(tài)),或者如圖20 (b)、圖20 (c)所示,第一閥口 Pl及第二閥口 P2的任一方被閥部件930的閥芯部933覆蓋(即,在密閉空間G內(nèi)露出),而流體的流動(dòng)受到限制(閉閥狀態(tài))。
[0009]而且,例如,當(dāng)?shù)谝婚y口 Pl及第二閥口 P2的任一方被閥部件930的閥芯部933覆蓋而流體的流動(dòng)受到限制時(shí),若流體的流動(dòng)方向變化,則閥室B內(nèi)的流體壓力與密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)(S卩,第一閥口 Pl及第二閥口 P2中被閥芯部933覆蓋的一方)的流體壓力之間的關(guān)系變化,而根據(jù)情況不同,因流體壓力相對(duì)于閥部件930作用使之從閥座部920浮起的力。
[0010]因此,設(shè)定螺旋彈簧963的將閥部件930推壓于閥座部920的力,以便即使在閥室B內(nèi)的流體壓力與密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力之間的關(guān)系變化的情況下,也不會(huì)從閥座部920浮起。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0012]專利文獻(xiàn)
[0013]專利文獻(xiàn)1:日本特開2001 - 141093號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]發(fā)明所要解決的課題
[0015]在上述的二通閥901中,例如,因閥部件930的形狀公差等各種要因,施加于閥部件930的流體壓力所產(chǎn)生的力的平衡發(fā)生變化。因此,設(shè)定螺旋彈簧963所產(chǎn)生的推壓該閥部件930的力,以便即使在最差事例的情況下,閥部件930也不會(huì)從閥座部920浮起。
[0016]以下,關(guān)于螺旋彈簧963的設(shè)定,參照?qǐng)D21?圖26對(duì)具體例進(jìn)行說(shuō)明。
[0017]例如,如圖21 (a)所示,在閥部件930由螺旋彈簧963推壓于閥座部920的情況下,認(rèn)為因形狀公差,閥芯部933的下端面933a的外周緣933al會(huì)抵接于閥座面922a,并且內(nèi)周緣933a2會(huì)從閥座面922a離開。在該情況下,對(duì)閥芯部933的下端面933a施加密閉空間G內(nèi)的流體壓力。也就是說(shuō),如圖21 (b)所示,閥部件930中的受到密閉空間G內(nèi)的流體壓力的位置的俯視面積SI成為閥芯部933的下端面933a的外周緣933al內(nèi)的面積(斜線部分)。以下,將該結(jié)構(gòu)稱作“密閉空間最大結(jié)構(gòu)”。
[0018]并且,如圖22(a)所示,在閥部件930由螺旋彈簧963推壓于閥座部920的情況下,認(rèn)為因形狀公差,閥芯部933的下端面933a的內(nèi)周緣933a2會(huì)抵接于閥座面922a,并且外周緣933al會(huì)從閥座面922a離開。在該情況下,對(duì)閥芯部933的下端面933a施加閥室B內(nèi)的流體壓力。也就是說(shuō),如圖22(b)所示,閥部件930中的受到密閉空間G內(nèi)的流體壓力的位置的俯視面積S2成為閥芯部933的下端面933a的內(nèi)周緣933a2內(nèi)的面積(斜線部分)。以下,將該結(jié)構(gòu)稱作“密閉空間最小結(jié)構(gòu)”。
[0019]而且,對(duì)于分別在上述密閉空間最大結(jié)構(gòu)以及密閉空間最小結(jié)構(gòu)中、密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力高的情況以及低的情況這四個(gè)事例,以下表示對(duì)閥部件930作用的力的一個(gè)例子。
[0020]在以下的說(shuō)明中,將閥部件930的圓柱部931的上端面931a的俯視面積SH設(shè)為380平方毫米(即,將圓柱部931的直徑D設(shè)為22mm),將密閉空間最大結(jié)構(gòu)時(shí)的上述俯視面積SI (即,下端面933a的外周緣933al內(nèi)的面積)設(shè)為385平方毫米,將密閉空間最小結(jié)構(gòu)時(shí)的上述俯視面積S2(即,下端面933a的內(nèi)周緣933a2內(nèi)的面積)設(shè)為250平方毫米。
[0021]并且,將密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力高的情況下的上述流體壓力的壓力差A(yù) Pl設(shè)為3.0MPa,將密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力低的情況下的上述流體壓力的壓力差ΔΡ2設(shè)為一 3.0MPa0
[0022]由密閉空間G內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力Fl是通過(guò)將密閉空間G內(nèi)的流體壓力與閥室B內(nèi)的流體壓力之間的壓力差(上述壓力差ΔΡ1或者ΔΡ2)乘以閥部件930中的受到密閉空間G內(nèi)的流體壓力的位置的俯視面積(上述俯視面積SI或者S2)而得到的。由背壓室H內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力F2是通過(guò)將背壓室H內(nèi)的流體壓力與閥室B內(nèi)的流體壓力之間的壓力差(上述壓力差A(yù)Pl或者ΔΡ2)乘以閥部件930中的受到背壓室H內(nèi)的流體壓力的位置的俯視面積(上述俯視面積SH)而得到的。并且,以下將朝閥座面推壓閥部件930的朝向設(shè)為正。
[0023](事例1:在密閉空間最大結(jié)構(gòu)中,密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力高的情況)
[0024]在圖23所示的事例I中,由密閉空間G內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力Fl成為:
[0025]Fl = ( - ΔΡ1) XSl =— 1155 [N]…(I — I),
[0026]由背壓室H內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力F2成為:
[0027]F2 = Δ Pl X SH = 1140 [N]…(I — 2)。
[0028]因此,通過(guò)上述算式,對(duì)閥部件930作用如下的力:
[0029]F = F1+F2 =- 15 [N],
[0030]也就是說(shuō),以使閥部件930從閥座面922a浮起的方式作用有15 [N]的力。在該情況下,需要利用螺旋彈簧963以至少超過(guò)15[N]的力朝向閥座面922a推壓閥部件930。
[0031](事例2:在密閉空間最小結(jié)構(gòu)中,密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力高的情況)
[0032]在圖24所示的事例2中,由密閉空間G內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力Fl成為:
[0033]Fl= ( — Δ PI) X S2 = — 750 [N]…(I — 3),
[0034]由背壓室H內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力F2成為:
[0035]F2 = APlXSH = 1140 [N] — (I — 4)。
[0036]因此,通過(guò)上述算式,對(duì)閥部件930作用如下的力:
[0037]F = F1+F2 = 390 [N],
[0038]也就是說(shuō),以將閥部件930推壓于閥座面922a的方式作用有390 [N]的力。在該情況下,即使不利用螺旋彈簧963朝向閥座面922a推壓閥部件930,閥部件930也不會(huì)從閥座面922a浮起。
[0039](事例3:在密閉空間最大結(jié)構(gòu)中,密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力低的情況)
[0040]在圖25所示的事例3中,由密閉空間G內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力Fl成為:
[0041]Fl = ( — ΔΡ2) XSl = 1155 [N]…(I — 5),
[0042]由背壓室H內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力F2成為:
[0043]F2 = Δ P2 X SH = — 1140 [N]…(I — 6)。
[0044]因此,通過(guò)上述算式,對(duì)閥部件930作用如下的力:
[0045]F = F1+F2 = 15 [N],
[0046]也就是說(shuō),以將閥部件930推壓于閥座面922a的方式作用有15 [N]的力。在該情況下,即使不利用螺旋彈簧963朝向閥座面922a推壓閥部件930,閥部件930也不會(huì)從閥座面922a浮起。
[0047](事例4:在密閉空間最小結(jié)構(gòu)中,密閉空間G內(nèi)以及背壓室H內(nèi)的流體壓力比閥室B內(nèi)的流體壓力低的情況)
[0048]在圖26所示的事例4中,由密閉空間G內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力Fl成為:
[0049]Fl= ( - ΔΡ2) XS2 = 750 [N]…(I — 7),
[0050]由背壓室H內(nèi)的流體壓力對(duì)閥部件930作用的力F2成為:
[0051]F2 = Δ P2 X SH = - 1140 [N] — (I — 8)。
[0052]因此,通過(guò)上述算式,對(duì)閥部件930作用如下的力:
[0053]F = F1+F2 = — 390 [N],
[0054]也就是說(shuō),以使閥部件930從閥座面922a浮起的方式作用有390 [N]的力。在該情況下,需要利用螺旋彈簧963以至少超過(guò)390[N]的力朝向閥座面922a推壓閥部件930。
[0055]上述的事例I?4中,尤其是在背壓室內(nèi)的流體壓力比閥室內(nèi)的流體壓力低的情況的事例4中,閥部件930從閥座面922a浮起的力變得最大。因此,為了在事例I?4中任一情況下閥部件930都不會(huì)從閥座面922a浮起,而在作為最差事例的事例4中,使閥部件930不會(huì)從閥座面922a浮起即可。也就是說(shuō),螺旋彈簧963所產(chǎn)生的朝向閥座面922a推壓閥部件930的力FS設(shè)定為至少超過(guò)在事例4中使閥部件930浮起的力亦即390 [N]即可。
[0056]然而,在上述二通閥901中,在假定上述事例4而將螺旋彈簧963所產(chǎn)生的朝向閥座面922a推壓閥部件930的力FS例如設(shè)為391 [N]的情況下,若成為上述事例2的狀態(tài),則相對(duì)于閥部件930,均施加由流體壓力推壓于閥座面922a的力F( = 390[N])、和利用螺旋彈簧963朝向閥座面922a推壓的力FS ( = 391 [N]),而以較強(qiáng)的力將閥部件930推壓于閥座面922a。因此,驅(qū)動(dòng)以這樣的較強(qiáng)的力被推壓的閥部件930使之旋轉(zhuǎn)需要較大的力,從而存在不得不使旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)部950大型化這一問(wèn)題。
[0057]因此,本發(fā)明的課題在于提供能夠抑制將閥部件推壓于閥座面的力的旋轉(zhuǎn)式閥裝置。
[0058]用于解決課題的方案
[0059]為了解決上述課題,方案I所記載的發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)式閥裝置,具備:閥主體,其在內(nèi)側(cè)設(shè)有空間;閥座部,其具有面向上述空間的平面狀的閥座面以及在該閥座面開口的兩個(gè)閥口 ;閥部件,其以能夠滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)地重疊于上述閥座面的方式配置在上述空間內(nèi),通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)切換與停止位置對(duì)應(yīng)地決定的上述兩個(gè)閥口的連通關(guān)系;以及按壓部件,其朝向上述閥座面推壓上述閥部件,上述旋轉(zhuǎn)式閥裝置的特征在于,上述閥部件具有:軸部,其能夠繞軸心旋轉(zhuǎn)地支承于上述閥主體;以及閥芯部,其設(shè)于上述軸部的一端,且與上述停止位置對(duì)應(yīng)地開閉上述兩個(gè)閥口中的至少一個(gè)閥口,上述閥主體通過(guò)由上述閥部件劃分上述空間,從而具有形成于上述軸部的一端側(cè)且容納上述閥芯部的閥室、和形成于上述軸部的另一端側(cè)的背壓室,上述閥主體或者上述閥部件具有連接上述兩個(gè)閥口中的由上述閥芯部開閉的閥口和上述背壓室的均壓路,構(gòu)成為,上述背壓室的流體壓力比上述閥室的流體壓力低時(shí)的上述閥部件中的受到上述背壓室的流體壓力的俯視面積,相比上述背壓室的流體壓力比上述閥室的流體壓力高時(shí)的上述俯視面積小。
[0060]為了解決上述課題,方案2所記載的發(fā)明是一種旋轉(zhuǎn)式閥裝置,具備:閥主體,其在內(nèi)側(cè)設(shè)有空間;閥座部,其具有面向上述空間的平面狀的閥座面以及在該閥座面開口的多個(gè)閥口 ;閥部件,其以能夠滑動(dòng)旋轉(zhuǎn)地重疊于上述閥座面的方式配置在上述空間內(nèi),且通過(guò)旋轉(zhuǎn)來(lái)切換與停止位置對(duì)應(yīng)地決定的上述多個(gè)閥口的連通關(guān)系;以及按壓部件,其朝向上述閥座面推壓上述閥部件,上述旋轉(zhuǎn)式閥裝置的特征在于,上述閥部件具有:軸部,其能夠繞軸心旋轉(zhuǎn)地支承于上述閥主體;以及閥芯部,其設(shè)于上述軸部的一端,并且設(shè)有一個(gè)或者多個(gè)密閉連通路,該一個(gè)或者多個(gè)密閉連通路在與上述閥座面之間形成密閉空間,并且通過(guò)該密閉空間而與上述停止位置對(duì)應(yīng)地連通規(guī)定組合的上述多個(gè)閥口,上述閥主體通過(guò)由上述閥部件劃分上述空間,從而具有形成于上述軸部的一端側(cè)且容納上述閥芯部的閥室、和形成于上述軸部的另一端側(cè)的背壓室,上述閥主體或者上述閥部件具有連接上述密閉連通路中的任一個(gè)和上述背壓室的均壓路,構(gòu)成為,上述背壓室的流體壓力比上述閥室的流體壓力低時(shí)的上述閥部件中的受到上述背壓室的流體壓力的俯視面積,相比上述背壓室的流體壓力比上述閥室的流體壓力高時(shí)的上述俯視面積小。
[0061 ] 方案3所記載的發(fā)明根據(jù)方案I或者2所記載的發(fā)明,其特征在于,在上述閥主體與上述閥部件之間,設(shè)有對(duì)它們之間進(jìn)行密封的環(huán)狀的密封部件,并且構(gòu)成為,當(dāng)上述背壓室的流體壓力比上述閥室的流體壓力高時(shí)上述密封部件被推壓于上述閥部件,并且當(dāng)上述背壓室的流體壓力比上述閥室的流體壓力低時(shí)上述密封部件被推壓于上述閥主體。
[0062]方案4所記載的發(fā)明根據(jù)方案3所記載的發(fā)明,其特征在于,上述閥部件的上述軸部具有:小徑軸部分,其以一端面面向上述背壓室的方式配置;大徑軸部分,其與該小徑軸部分的另一端面同軸地相連;以及軸部臺(tái)階面,其形成于上述小徑軸部分的外周面與上述大徑軸部分的外周面之間,上述閥主體具有閥部件支承部,該閥部件支承部設(shè)有:小徑孔部,其將上述小徑軸部分嵌合為能夠旋轉(zhuǎn);大徑孔部,其將上述大徑軸部分嵌合為能夠旋轉(zhuǎn);以及支承部臺(tái)階面,其形成于上述小徑孔部的內(nèi)周面與大徑孔部的