專(zhuān)利名稱(chēng)：切換閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提高閥芯動(dòng)作能力的切換閥。尤其，涉及一種利用螺線(xiàn)管部的動(dòng)作 直接使閥芯進(jìn)行開(kāi)閉、且使被切換的流體壓力不影響閥芯動(dòng)作特性的切換閥。
背景技術(shù)：
作為本發(fā)明的關(guān)聯(lián)技術(shù)，已知有設(shè)在空調(diào)裝置等的配管上的三通閥或四通 閥(參照下述的專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。該空調(diào)裝置中的制冷循環(huán)的配管內(nèi)作為制冷劑而流 動(dòng)著C02等的動(dòng)作流體。在使用了這種C02的制冷循環(huán)中， 一般使用壓力區(qū)域與以往的制冷劑相比在IO倍以上的壓力下使用。因?yàn)樵撌褂脡毫κ歉邏?，?在切換閥中存在著各種問(wèn)題。圖4表示該空調(diào)機(jī)的制冷循環(huán)。而圖5表示空調(diào) 的制暖循環(huán)。圖6是該圖5及圖6的循環(huán)中所使用的三通閥的整個(gè)剖視圖。圖4及圖5中，100是由第1三通閥100A和第2三通閥100B構(gòu)成的閥裝 置。該閥裝置100與空壓機(jī)110的配管連通。另外，閥裝置100的一方配管與 室外熱交換器103連通。閥裝置100的另一方配管與室內(nèi)熱交換器105連通。 還有，將室外熱交換器103與室內(nèi)熱交換器105連通的配管106的途中設(shè)置膨 脹閥104。并且，在圖4的制冷循環(huán)中，動(dòng)作流體向與順時(shí)針?lè)较蛳喾捶较蛄?動(dòng)。另外，在圖5的制暖循環(huán)中，動(dòng)作流體向與順時(shí)針?lè)较蛳嗤姆较蛄鲃?dòng)。 因此，通過(guò)切換閥裝置IOO，可將空調(diào)裝置的循環(huán)構(gòu)成為制冷循環(huán)(圖4)和制暖 循環(huán)(圖5)。接著，用圖6說(shuō)明該制冷和制暖循環(huán)中使用的一個(gè)三通閥IOOA。三通閥 100A包括閥本體200和電磁閥250。閥本體200包括第1閥部201、第2閥部 211、第3閥部221和第4閥部231。第1閥部201中，設(shè)有球部的第1閥芯202移動(dòng)自如地嵌合在第1閥芯孔 203中。該第1閥芯202的背面?zhèn)刃纬傻?作用空間206。另外，在第1作用 空間206內(nèi)配置第1彈簧205。利用該第1彈簧205將第1閥芯202彈性地向 圖示下方按壓。并且，第1閥芯202在動(dòng)作中與第1閥座204接觸、分離。第2閥部211與第1閥部201對(duì)稱(chēng)配置。并且，第2閥芯212移動(dòng)自如地 與第2閥芯孔213嵌合。該第2閥芯212受到配置在第2作用空間216內(nèi)的第 2彈簧215的彈性按壓。并且，第2閥芯212在動(dòng)作中與第2閥座214接觸、分離。接著，第3閥部221與第2閥部211并排配置。第3閥芯222移動(dòng)自如地 配置在第3閥芯孔223中。該第3閥芯222的背面?zhèn)刃纬蔀榈?作用空間226。 且第3閥芯222受到配置在第3作用空間226內(nèi)的第3彈簧225的彈性按壓。 并且，第3閥芯222與第3閥座224接觸、分離。第4閥部231的可動(dòng)吸引件251的前端設(shè)置第4閥芯232。而可動(dòng)吸引件 251的背面?zhèn)刃纬蔀榈?空間部，并且在該第4空間部中配置第4彈簧255, 對(duì)可動(dòng)吸引件251進(jìn)行彈性按壓。該第4閥芯232的周?chē)纬蔀榈?閥芯孔233。 并且，第4閥芯232與第4閥座234接觸、分離。第4閥芯232與可動(dòng)吸引件 251 —體動(dòng)作。該可動(dòng)吸引件251根據(jù)線(xiàn)圈部中流動(dòng)的電流而由固定吸引件252 吸引。并且，第4閥芯232對(duì)第4閥座234的閥口進(jìn)行開(kāi)閉。雖未圖示，但在該閥本體200上向與圖6的截面正交的方向設(shè)置有與第1 閥芯孔203連通的第1流體進(jìn)入孔。另外，雖未圖示，但也向與圖6的截面正 交的方向設(shè)置第2流體進(jìn)入孔。而且，通過(guò)第1閥間連通路260而將第1閥座 204的周?chē)拈y口和第2閥座214的周?chē)拈y口連通。在與該第1閥間連通路 260正交的方向形成流體流出孔261。與閥間連通路260并排地設(shè)置將第3閥 座224的閥口和第4閥座234的閥口連通的第2閥間連通路263。而在第2閥 間連通路263內(nèi)設(shè)置銷(xiāo)子227，該銷(xiāo)子227的各端部分別與第3閥芯222和第 4閥芯232接合。并且，利用回流路262將第1閥間連通路260與第2閥間通 路路263連通。還有，利用第1輔助流路264將第1作用空間206內(nèi)和第4閥 芯孔233內(nèi)連通。并利用第2輔助流路265將第2作用空間216內(nèi)和第3閥芯 孔223內(nèi)連通。如此構(gòu)成的三通閥IOOA，當(dāng)電磁閥250的線(xiàn)圈中流動(dòng)電流時(shí)，可動(dòng)吸引件 251被固定吸引件252吸引，因此，第4閥座234的閥口打幵，第1動(dòng)作空間 206、第1輔助流路264、回流路262和第1閥間連通路260就連通。因此，當(dāng) 第1動(dòng)作空間206的壓力下降時(shí)，第1閥芯202離開(kāi)第1閥座204而被打開(kāi)。 此時(shí)，從前述的第1流體流入口流入的制冷劑向流體流出孔262流出。相反， 當(dāng)?shù)?閥芯232向第4閥座234閉閥時(shí)，第1閥芯202處于閉閥狀態(tài)，故防止 制冷劑向流體流出孔261流出。另外，當(dāng)切斷向電磁閥250的線(xiàn)圈的電流時(shí)， 可動(dòng)吸引件251向圖示下方離開(kāi)固定吸引件252，因此，受可動(dòng)吸引件251按 壓的銷(xiāo)子227對(duì)第3閥芯222進(jìn)行按壓并使第3閥芯222離開(kāi)第3閥座224而 開(kāi)閥。此時(shí)，從第2流體流入口流入的制冷劑向流體流出孔261流出。相反， 第3閥芯222與第3閥座224閉閥時(shí)，第2閥芯212處于閉閥狀態(tài)，故可防止 制冷劑向流體流出孔261流出。
該三通閥100A利用電磁閥250中流動(dòng)的電流而使第3閥部221和第4閥 部231的閥口交替開(kāi)閉并對(duì)第1作用空間206內(nèi)和第2作用空間216內(nèi)的壓力 進(jìn)行增減，利用從第1流體流入孔和第2流體流入孔流入的動(dòng)作流體的壓力而 對(duì)第1閥芯202和第2闊芯212進(jìn)行開(kāi)閉。因此，存在著實(shí)際的開(kāi)閉速度相對(duì) 于三通閥100A的設(shè)定速度變慢的問(wèn)題。另外，除了第1閥部201和第2閥部 211夕卜，還必須設(shè)置第3閥部221和第4閥部231，故零件個(gè)數(shù)較多，三通閥 100A的零件成本上升。由于通過(guò)由電磁閥250使該第3閥部221和第4閥部 231動(dòng)作時(shí)的動(dòng)作流體而使第1閥部201和第2閥部211動(dòng)作，故必須設(shè)置第 1輔助流路264及第2輔助流路265、回流路262等的細(xì)小流路，該細(xì)小流路 的加工困難。因此，存在著三通閥的制做成本上升的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004 — 92779號(hào)公報(bào)(參照?qǐng)D4、圖5及圖4)發(fā)明內(nèi)容鑒于上述的問(wèn)題，本發(fā)明所要解決的課題是，提高閥芯響應(yīng)動(dòng)作力的開(kāi)閉 能力。另外，可將動(dòng)作流體的流體通路的流量直徑做成大徑和小徑。此外，將 切換閥的閥芯的動(dòng)作結(jié)構(gòu)做成簡(jiǎn)單并能可靠地進(jìn)行開(kāi)閉，同時(shí)減少零件個(gè)數(shù)， 降低制造成本。本發(fā)明是為實(shí)現(xiàn)上述課題而作的，其技術(shù)解決構(gòu)件如下。本發(fā)明的切換閥對(duì)與流入流體通路和流出流體通路所連通的閥室進(jìn)行切 換，具有閥室，該閥室具有第1閥座和與第1閥座相對(duì)的第2閥座；第l流體通路，其與閥室的第1閥座的周?chē)牡?閥口連通并使第1動(dòng)作流體流入； 第2流體通路，其與閥室連通并使第l動(dòng)作流體流入，或使第2動(dòng)作流體流出； 第3流體通路，其與閥室的第2閥座的周?chē)牡?閥口連通并使第3動(dòng)作流體 流出；閥芯，其配置在閥室中并交替地與第1閥座和第2閥座接觸、分離；軸 部，其與閥芯連接；導(dǎo)向孔，其對(duì)軸部的移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向；密封構(gòu)件的收容室， 其設(shè)在導(dǎo)向孔的周?chē)?；輔助通路，其將收容室與第l流體通路連通；以及螺線(xiàn) 管部，其使與軸部連接的螺線(xiàn)管桿動(dòng)作并使閥芯動(dòng)作，在第1閥座與閥芯所接 合的周?chē)膬?nèi)表面受到第1動(dòng)作流體壓力的第1受壓面積，其與軸部的受到收 容室內(nèi)的第3動(dòng)作流體壓力的第3受壓面積為大致相同的面積。在本發(fā)明的切換閥中，由于從第1流體通路流入的第1動(dòng)作流體所作用的 閥芯的第1受壓面積，其與從輔助通路流入的第1動(dòng)作流體所作用的密封構(gòu)件 的收容室內(nèi)的閥軸上的第3受壓面積構(gòu)成為大致相同面積，因此，利用第l動(dòng) 作流體從第1閥座將閥芯打開(kāi)的力，其與利用收容室內(nèi)的壓力將閥芯向第1閥 座閉閥的力相抗衡并抵消。因此，可根據(jù)螺線(xiàn)管部流動(dòng)的所設(shè)定的電流大小將 閥芯打開(kāi)或關(guān)閉，故開(kāi)閉陶芯時(shí)的響應(yīng)性?xún)?yōu)異。此外，閥芯能在不受來(lái)自動(dòng)作流體的力的影響下進(jìn)行開(kāi)閉，因此，第l流體通路的流體通路截面積與第2流通路的流體通路面積可設(shè)計(jì)成任意的截面積大小。因此，對(duì)于類(lèi)似形狀的切換 閥，也可構(gòu)成為動(dòng)作流體的流量較大的大型切換閥，也可構(gòu)成為動(dòng)作流體的流量較少的小型切換閥。另外，可使第l動(dòng)作流體從第l流體通路向第2流體通 路流動(dòng)。此外，可使第3動(dòng)作流體從第2流體通路向第3流體通路流動(dòng)，還有， 只要將閥芯保持在閥室的中間，也可使第1動(dòng)作流體從第1流體通路向第3流 體通路流動(dòng)。因此，可用小型的切換閥構(gòu)成為許多流通路。


圖1是本發(fā)明第1實(shí)施例的切換閥的整個(gè)剖視圖。圖2是圖1所示的密封環(huán)收容部和配置在密封環(huán)收容部?jī)?nèi)的密封環(huán)的放大 剖視圖。圖3是本發(fā)明第2實(shí)施例的切換閥的主要部分剖視圖。圖4是安裝了本發(fā)明的或以往例子的切換閥的制冷循環(huán)的配管圖。圖5是安裝了本發(fā)明的或以往例子的切換閥的制暖循環(huán)的配管圖。圖6是類(lèi)似于本發(fā)明的關(guān)聯(lián)技術(shù)的切換閥的整個(gè)剖視圖。符號(hào)說(shuō)明l是切換閥，2是閥部，2A是閥殼體(閥本體)，3是第1閥座，4是第2閥 座，5是軸承部，5A是導(dǎo)向孔，5B是孔周面，5C是接觸面，6是第1流體通 路，6A是第l連通路，7是第2流體通路，7A是第2連通路，8是第3流體通 路，8A是第3連通路，IO是閥芯，10A是第l閥面，10B是第2閥面，11是 軸部，IIA是外周面，14是閥室，15是輔助通路，16是導(dǎo)入路，17是收容室， 20是螺線(xiàn)管部，21是本體，22是線(xiàn)圈部，23是套筒，23A是內(nèi)周面，24是可 動(dòng)吸引件，24A是外周面，25是固定吸引件，25A是導(dǎo)向面，26是螺線(xiàn)管桿， 26A是外周滑動(dòng)面，30是密封環(huán)(密封構(gòu)件)，30A是內(nèi)周面，30B是側(cè)面，42 是第1彈簧(第1彈簧構(gòu)件)，41是輔助彈簧(第2彈簧構(gòu)件)，Pl是第1動(dòng)作流 體，P2是第2動(dòng)作流體，P2A是第3動(dòng)作流體，P3是第4動(dòng)作流體。
具體實(shí)施方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的切換閥。下面說(shuō)明的各附圖是 基于設(shè)計(jì)圖的正確的附圖。圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的切換閥1的剖視圖。圖2是表示密封構(gòu) 件30的收容室17的區(qū)域的部分剖視圖。該切換閥適于諸如圖4所示的制冷循
環(huán)或圖5所示的制暖循環(huán)等中流動(dòng)的動(dòng)作流體的切換。在圖1及圖2中，切換 閥1上設(shè)置有形成外形的閥殼體(也稱(chēng)為閥本體)2A。該閥殼體2A的軸心形成 閥室14。以該閥室14為中心設(shè)有從外部向閥室14流入第1動(dòng)作流體P1的第 1流體通路6。第1流體通路6與閥室14之間形成第1連通路6A。在相對(duì)第1 流體通路6在周向約轉(zhuǎn)過(guò)180度的位置設(shè)置與閥室14連通的第2流體通路7。 該閥室14的第1動(dòng)作流體P1作為第2動(dòng)作流體(是與第1動(dòng)作流體P1相同的 動(dòng)作流體)而流向第2流體通路7。另外，從第2流體通路7作為第3動(dòng)作流體 P2A(是第2動(dòng)作流體P2在流入處進(jìn)行了動(dòng)作后的動(dòng)作流體)而流入閥室14。此 外，在從第2流體通路7的位置向周向約轉(zhuǎn)過(guò)145度的位置設(shè)置與閥室14連 通的第3流體通路8。閥室14與第3流體通路8之間形成第3連通路8A。并 且，第3動(dòng)作流體P2A從第2流體通路7流入閥室14，同時(shí)從閥室14經(jīng)第3 連通路8A而作為第4動(dòng)作流體P3流出到第3流體通路8。各第1流體通路6 與第2流體通路7和第3流體通路8在閥殼體2A中的位置關(guān)系不限定上述角 度，也可在圓周上容易進(jìn)行配管的位置隔開(kāi)間隔地進(jìn)行配置。此外，在閥殼體2A的閥室14的圖示上部的貫通孔中設(shè)置軸承部5。在該 軸承部5的軸心形成導(dǎo)向孔5A。后述的軸部11能移動(dòng)自如地在該導(dǎo)向孔5A 內(nèi)得到導(dǎo)向。該導(dǎo)向孔5A中，將橡膠或樹(shù)脂材料制的套筒狀的薄軸承嵌裝在 軸承部5的內(nèi)周面上，也可將軸承做成復(fù)合材料并形成在軸承部5上。該軸承 對(duì)軸部U進(jìn)行導(dǎo)向，同時(shí)可兼作密封構(gòu)件。即，圖示省略的上述的軸承對(duì)第1 動(dòng)作流體進(jìn)行密封同時(shí)也對(duì)軸部11導(dǎo)向。此外，閥殼體2A的軸承部5的圖示 上端部設(shè)置二級(jí)的安裝孔。在該安裝孔中嵌裝螺線(xiàn)管部20的圖示的下部。另 外，在軸承部5的圖示上表面，沿周面形成多個(gè)槽狀缺口部。設(shè)置了缺口部的 軸承部5的外周，在閥殼體2A與螺線(xiàn)管部20的結(jié)合面間形成空間部。在導(dǎo)入 路16上形成該空間部和缺口部。該導(dǎo)入路16與輔助通路15連通并與第1流 體通路6連通。即，輔助通路15的一端與第1流體通路6連通，同時(shí)另一端 通過(guò)導(dǎo)入路16與后述的密封環(huán)(也稱(chēng)為密封構(gòu)件)30的收容室17連通。該輔助 通路15形成為沿軸向貫通閥殼體2A的孔。在閥室14的與第l流體通路6的軸心正交的第1連通路6A的開(kāi)口設(shè)置第 1閥口。第1閥口的周?chē)堑?閥座3。另外，與第1陶座3相對(duì)的第3連通 路8A的開(kāi)口也設(shè)置第2閥口。該第2閥口的周?chē)堑?閥座4。此外，在閥室 14中配置閥芯10。該閥芯IO上設(shè)置與第1閥座3接觸、分離以對(duì)第l閥口進(jìn) 行開(kāi)閉的第1閥面IOA。該第1閥面10A的與第1閥座3密接的內(nèi)表面是第1 受壓面積A1。在該閥芯10上設(shè)置與第2閥座4接觸、分離以對(duì)第2閥口進(jìn)行 開(kāi)閉的第2閥面IOB。該第2閥面10B的與第2閥座4密接的內(nèi)表面是第2受
壓面積Al。并且，當(dāng)閥芯IO滑動(dòng)自如地與閥室14的內(nèi)周面嵌合并使第1閥面 10A落座在第1閥座3上時(shí)，第2閥面10B打開(kāi)第2閥座4。相反，當(dāng)?shù)?閥 面10A打開(kāi)第1閥座3時(shí)，第2閥面10B落座在第2閥座4上。該切換閥1 起到三通閥的功能。即，閥芯IO沿上下移動(dòng)時(shí)，第1閥口和第2閥口交替地 對(duì)閥口進(jìn)行開(kāi)閉。另外，閥芯IO的與閥室14滑動(dòng)的下方部形成為呈階梯部的小徑部并作為 將第1連通路6與第2流體通路7連通的通路而使第1動(dòng)作流體Pl流過(guò)。在 該小徑部的外周同心地配置第1彈簧42(也稱(chēng)為第1彈簧構(gòu)件)。該第1彈簧42 向第2閥座4側(cè)彈性地按壓闊芯10。在與閥芯10的內(nèi)周面滑動(dòng)的大徑部(圖示 的閥芯0的上部)上沿周向設(shè)置多個(gè)軸向貫通的第2連通路7A。在第2閥座4 的第2閥口打開(kāi)后，該第2連通路7A與第3連通路8A連通。并且，第3連通 路8A與第3流體通路8連通從而與外部的配管連通。此外，由于軸承部5做 成與閥殼體2A分開(kāi)的零件并嵌裝在閥殼體2A的貫通孔中，故可對(duì)銅合金、燒 結(jié)合金、樹(shù)脂材料進(jìn)行加工制造。在該軸承部5的外周設(shè)置環(huán)狀槽并作為第3 連通路8A的一部分。并且，利用貫通孔使該軸承部5的環(huán)狀槽內(nèi)與導(dǎo)向孔5A 連通而將整體形成為第3連通路8A。該貫通孔由從軸承部5的中心放射狀地到 達(dá)環(huán)狀槽內(nèi)的多個(gè)孔形成。也可不設(shè)置軸承部5而設(shè)置直接在閥殼體2A加工 的導(dǎo)向孔5A。設(shè)在該軸承部5的導(dǎo)向孔5A的直徑尺寸(A3的直徑)也可形成為 與設(shè)在軸承部5內(nèi)周的第3連通路8A的直徑(A2的直徑)相同。并且，閥殼體 2A用黃銅、銅、鋁、鐵等金屬、合成樹(shù)脂材料等制作。在該軸承部5的導(dǎo)向孔5A的圖示上部如上所述，設(shè)置有安裝了密封環(huán) 30(也稱(chēng)為密封構(gòu)件)的收容室17。圖2是將該收容室17的區(qū)域放大表示的示圖。 該收容室17，在軸承部5的上表面的做成比導(dǎo)向孔5A的內(nèi)徑尺寸大的大徑尺 寸的孔周面5B內(nèi)形成凹狀(參照?qǐng)D2)。另外，從圖2可知，密封環(huán)30的收容 室17由孔周面5B和孔底的接觸面5C形成。該密封環(huán)30的收容室17中安裝 由橡膠材料制作的截面為0形的密封環(huán)30。密封環(huán)30的徑向一側(cè)面30B與接 觸面5C接合。另外，密封環(huán)30的內(nèi)周面30A輕輕地與軸部11的外周面11A 密接。軸部ii與螺線(xiàn)管桿26連接。該軸部11的與閥芯IO連接的一側(cè)的軸形成 為小徑的直徑D2，且做成與螺線(xiàn)管桿26的直徑D3大致相同的直徑。另外， 軸部11的截面積A3做成與導(dǎo)向孔5A的截面積大致相同的面積，但軸部11 的直徑做成比導(dǎo)向孔5A的直徑小0.05mm以?xún)?nèi)的微小尺寸并做成可滑動(dòng)。在 此基礎(chǔ)上，利用密封環(huán)30防止從導(dǎo)入路16流入的第1動(dòng)作流體P1從軸部11 的外周面11A與導(dǎo)向孔5A的嵌合面間向閥室14泄漏。該第1動(dòng)作流體P1流
入螺線(xiàn)管桿26的外周滑動(dòng)面26A與固定吸引件25的導(dǎo)向面25A的間隙內(nèi)。并 且，第1動(dòng)作流體P1作用于軸部11。當(dāng)使該第1動(dòng)作流體P1作用于軸部11 的截面積A3并將其壓下的力與第1動(dòng)作流體Pl作用于閥芯10的第1受壓面 積Al并將其向上方按壓的力相對(duì)抗而平衡。軸部11的截面積A3與閥芯10 的第1閥面10A和第1閥座3接合的第1受壓面積Al是大致相同面積。此時(shí)， 密封環(huán)30的收容室17的孔周面5B形成為即使密封環(huán)30受到動(dòng)作流體Pl的 按壓而產(chǎn)生彈性變形、密封環(huán)30的外周面也不會(huì)與孔周面5B接觸的大小。因 此，密封環(huán)30的外周面即使因第1動(dòng)作流體Pl的壓力而在軸向被壓縮并向徑 向平面狀地伸長(zhǎng)也不與孔周面5B壓接，故密封環(huán)30的外周面?zhèn)瓤勺杂缮扉L(zhǎng)， 可防止內(nèi)周面30A強(qiáng)力地與軸部11的外周面11A壓接。其結(jié)果，當(dāng)閥芯10 進(jìn)行開(kāi)閉閥且軸部11向圖示的上下方向進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，密封環(huán)30的滑動(dòng)阻力變 小。在閥殼體2A的圖示上端部所設(shè)置的安裝孔中嵌裝螺線(xiàn)管部20的本體21 的端部。該本體21上同心地設(shè)置有底圓筒狀的套筒23。在套筒23的外周側(cè)安 裝線(xiàn)圈部2。此外，線(xiàn)圈部22的外周嵌裝在本體21的內(nèi)周面上以使本體21與 固定吸引件25形成磁場(chǎng)的回路。此外，在套筒23的內(nèi)周面23A的一端側(cè)移動(dòng) 自如地嵌合有可動(dòng)吸引件24的外周面24A。而套筒23的內(nèi)周面23A的另一端 部固定在將固定吸引件25和本體21結(jié)合的之間。此外，在可動(dòng)吸引件24上 結(jié)合有螺線(xiàn)管桿26的一端部。還有，將螺線(xiàn)管桿6的另一端面與軸部11的端 面接觸。螺線(xiàn)管桿26的外周滑動(dòng)面26A移動(dòng)自如地與固定吸引件25的導(dǎo)向面 25A嵌合。并且，當(dāng)通過(guò)與螺線(xiàn)管部20的圖示的上部接線(xiàn)的配線(xiàn)而將電流施加 在線(xiàn)圈部22上時(shí)，可動(dòng)吸引件24根據(jù)電流的強(qiáng)度而被固定吸引件25吸引。 另外，當(dāng)切斷電流時(shí)，可動(dòng)吸引件24受到第l彈簧42的彈力而脫離固定吸引 件25。如此，可動(dòng)吸引件24根據(jù)螺線(xiàn)管部20中流動(dòng)的電流大小而使與螺線(xiàn)管 桿26連接的閥芯IO移動(dòng)，相對(duì)于第1閥座3和第2閥座4交替接觸、分離， 從而交替地對(duì)第1閥口和第2閥口進(jìn)行開(kāi)閉?？蓜?dòng)吸引件24因輔助彈簧41(也 稱(chēng)為第2彈簧構(gòu)件)而彈性地被壓向闊芯10側(cè)。在如上所述那樣構(gòu)成的切換閥中，當(dāng)未向螺線(xiàn)管部20施加流動(dòng)的電流時(shí)， 閥部10利用Fl的力進(jìn)行動(dòng)作并開(kāi)閥。該F1是如下式那樣的力。FhPlxAl-PlxA3+K卜K2。因此，由于A1-A3，故F1-K1—K2。而Al是第1受壓面積；Pl是從第1流體通路6導(dǎo)入的第1動(dòng)作流體的壓力； A3是軸部11的截面積； Kl是第1彈簧42的力； K2是輔助彈簧41的力。另外，在電流施加在螺線(xiàn)管部20上的場(chǎng)合，閥部IO利用F2的力進(jìn)行動(dòng)作 并閉閥。該F2是如下式那樣的力。 F2=P 1 x A1-P1 x A3+K1-K2+S 。 因此，由于AhA3，故F2-K1-K2 + S。 而S是螺線(xiàn)管部20的吸引力。 因此，閥芯IO可不受到動(dòng)作流體的力進(jìn)行動(dòng)作。圖3是放大表示本發(fā)明第2實(shí)施例的切換閥1主要部分的示圖。在圖3中， 切換閥1的整體結(jié)構(gòu)與圖1大致相同。圖3與圖1不同之處是，閥芯10的第2 閥面10B與第2閥座4所接觸的內(nèi)表面的第2受壓面積A2、閥軸的截面積A3 和第1受壓面積Al做成大致相同。g卩，閥芯10的第1閥面IOA與第1閥座3 所接觸的內(nèi)表面的第1受壓面積Al、閥芯10的第2閥面10B與第2閥座4所 接觸的內(nèi)表面的第2受壓面積A2和閥軸的截面積A3做成大致相同的面積。圖 3的其他結(jié)構(gòu)與圖l大致相同。在上述那樣構(gòu)成的切換閥1中，當(dāng)未對(duì)螺線(xiàn)管部20施加流動(dòng)的電流時(shí)，閥 部10因Fl的力而動(dòng)作并進(jìn)行開(kāi)閥。該Fl是如下式表示的力。Fl=PlxAl-PlxA3+Kl—K2。由于A1二A3，故FhKl-K2。即，該項(xiàng)與第l實(shí)施例相同。 而Al是第1受壓面積；Pl是從第1流體通路6導(dǎo)入的第1動(dòng)作流體的壓力； A3是軸部11的截面積； Kl是第1彈簧42的力； K2是輔助彈簧41的力。接著，在將電流施加在螺線(xiàn)管部20上的場(chǎng)合，閥部10因F2的力而動(dòng)作并 進(jìn)行閉閥。該F2是如下式所示的力。F2=PIxAl-P2AxA2+P3xA2+Kl-K2+S。 由于A卜A2二A3， PA2=P3，故F1=K1-K2+S。 而S是螺線(xiàn)管部20的吸引力。因此，閥芯IO可在不受到動(dòng)作流體的力的狀態(tài)下進(jìn)行動(dòng)作。 如上所述那樣構(gòu)成的切換閥1是，將閥芯10與軸部11連接，并將螺線(xiàn)管 桿26與軸部11進(jìn)行面接觸而使閥芯IO動(dòng)作。假如在該閥芯IO進(jìn)行開(kāi)閉時(shí)第 1動(dòng)作流體Pl作用于閥芯10，則就將閥芯10向螺線(xiàn)管部20側(cè)按壓。當(dāng)在該 閥芯IO上作用第1動(dòng)作流體P1的不平衡作用力時(shí)，有可能使根據(jù)螺線(xiàn)管部20
中流動(dòng)的電流大小進(jìn)行動(dòng)作的力不正確。另外，有可能影響到所設(shè)定的第1彈簧42和輔助彈簧41的力。因此，在本發(fā)明中，可使第1動(dòng)作流體P1也作用 在與閥芯10相反的軸部11的端面上從而可抵消第1動(dòng)作流體Pl作用于閥芯 IO上的力。同時(shí)，利用收容室17和密封環(huán)30的結(jié)構(gòu)防止第1動(dòng)作流體P1泄 漏到軸部11與導(dǎo)向孔5A的嵌合面間，還可降低密封環(huán)30與軸部11的滑動(dòng)阻 力。其結(jié)果，閥芯10的開(kāi)閉可根據(jù)螺線(xiàn)管部20的吸引力、第1彈簧42和輔 助彈簧41的各彈力進(jìn)行動(dòng)作。因此，可期望在不受到動(dòng)作流體的不需要的壓 力的情況下，利用螺線(xiàn)管部20及各彈簧41、 42的動(dòng)作力而按設(shè)定使閥芯10 進(jìn)行開(kāi)閉。尤其，由于可減小在閥芯IO在開(kāi)閉時(shí)動(dòng)作流體作用在閥芯IO上而 產(chǎn)生不良情況的不需要的壓力或使閥部11動(dòng)作時(shí)的滑動(dòng)阻力，故螺線(xiàn)管部20 的吸引力達(dá)到與線(xiàn)圈部22中流動(dòng)的電流的大小(強(qiáng)度)成正比地進(jìn)行動(dòng)作的效 果。下面，對(duì)本發(fā)明的另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和作用效果進(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明的第1發(fā)明的切換閥，其結(jié)構(gòu)是將闊芯的第1受壓面積、軸部的第 3受壓面積、在第2閥座與閥芯的第2閥面所接合的周?chē)膬?nèi)表面受到第3動(dòng) 作流體的壓力的第2受壓面積做成大致相同的面積。采用本第1發(fā)明的切換閥，由于其結(jié)構(gòu)是將閥芯與第1閥座接合并受到第 1動(dòng)作流體的壓力的第1受壓面積、處于收容室內(nèi)的閥軸的第3受壓面積、將 閥芯與第2閥座接合并受到第3動(dòng)作流體的壓力的第2受壓面積做成大致相同 的面積，故作用于閥軸的第3受壓面積和閥芯的第1受壓面積的動(dòng)作流體的壓 力所產(chǎn)生的軸向的力受到對(duì)抗并被抵消。另外，作用于第2受壓面積的軸的上 下方向的動(dòng)作流體的力受到對(duì)抗并被抵消。即，作用于閥芯及軸部的動(dòng)作流體 的所有的力在軸向受到對(duì)抗并產(chǎn)生平衡。因此，可僅由螺線(xiàn)管部的動(dòng)作力或使 閥芯動(dòng)作的彈簧構(gòu)件的力使閥芯動(dòng)作。其結(jié)果，利用所設(shè)定的動(dòng)作力而使閥芯 動(dòng)作時(shí)的開(kāi)閉的響應(yīng)能力是優(yōu)異的。本發(fā)明的第2發(fā)明的切換閥，具有與螺線(xiàn)管部使閥芯向第1閥座閉閥的 吸引力對(duì)抗并從第1閥座將閥芯開(kāi)閥的第1彈簧構(gòu)件；與第1彈簧構(gòu)件相對(duì)的 第2彈簧構(gòu)件。采用該第2發(fā)明的切換閥，僅用螺線(xiàn)管部所產(chǎn)生的動(dòng)作力使閥芯動(dòng)作時(shí)， 在該動(dòng)作力較小的范圍內(nèi)，有時(shí)閥芯因外力而振動(dòng)。但是，對(duì)于閥芯和閥軸， 通過(guò)使第1彈簧構(gòu)件和第2彈簧構(gòu)件對(duì)抗，從而達(dá)到可防止閥芯的振動(dòng)和擺動(dòng) 的效果。因此，可安裝在交通工具等的空調(diào)機(jī)或發(fā)生振動(dòng)的裝置上。本發(fā)明的第3發(fā)明的切換閥，其結(jié)構(gòu)是將軸部的與閥芯連接的一側(cè)的外徑 尺寸做成與螺線(xiàn)管桿的外徑尺寸大致相同。
采用本第3發(fā)明的切換陶，由于其結(jié)構(gòu)是將閥軸的與閥芯連接的外徑做成比閥軸用的導(dǎo)向孔的內(nèi)徑尺寸還細(xì)的外徑尺寸，并在第3流體通路與閥室的邊 界形成第2閥口，故可通過(guò)閥芯將第2流體通路與第3流體通路連通。并且， 由于還可將與軸部嵌合并進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)向孔設(shè)在由適于軸承的材料構(gòu)成的軸 承部上，故可防止軸承部與軸部的咬住和磨損，可由價(jià)廉的材料制作閥本體。 同時(shí)，容易加工第3流通路，并可利用形成在軸部的外周側(cè)的流通路而將第2 流體通路與第3流體通路連通。并且，可做成通過(guò)閥芯而使第1閥座與第2閥 座相對(duì)的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的第4發(fā)明的切換閥，其結(jié)構(gòu)是設(shè)在收容室內(nèi)的密封構(gòu)件以不與軸 部壓接的狀態(tài)進(jìn)行密封。在本第4發(fā)明的切換閥中，由于設(shè)在收容室內(nèi)的密封構(gòu)件構(gòu)成為在動(dòng)作流 體的壓力下不與閥軸壓接，故可減小軸部移動(dòng)時(shí)的滑動(dòng)阻力，即使螺線(xiàn)管部中 流動(dòng)的電流較小時(shí)，也可根據(jù)電流的強(qiáng)度而順利地使閥芯進(jìn)行開(kāi)閉。因此，閥 芯開(kāi)閉的響應(yīng)性得到提高。產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性如上所述，本發(fā)明的切換閥可作為空氣機(jī)械、壓縮機(jī)等的流體回路的切換 閥來(lái)使用，還可提高開(kāi)閉閥的響應(yīng)性和作為價(jià)廉的產(chǎn)品是有用的。尤其，構(gòu)成 為在不受動(dòng)作流體的不平衡壓力的情況下進(jìn)行動(dòng)作的閥芯，作為對(duì)進(jìn)行動(dòng)作的 閥芯的響應(yīng)性方面發(fā)揮優(yōu)異的能力的切換閥是有用的。另外，可將流體通路制 成任意的大小，作為可降低制做成本的大型或小型的切換閥是有用的。
權(quán)利要求
1.一種切換閥，對(duì)與流入流體通路和流出流體通路連通的閥室進(jìn)行切換，其特征在于，具有閥室，該閥室具有第1閥座和與所述第1閥座相對(duì)的第2閥座；第1流體通路，其與所述閥室的所述第1閥座的周?chē)牡?閥口連通并使作用流體流入；第2流體通路，其與所述閥室連通并使作用流體流出或流入；第3流體通路，其與所述閥室的所述第2閥座的周?chē)牡?閥口連通并使作用流體流出；閥芯，其配置在所述閥室中并交替地與所述第1閥座和所述第2閥座接觸、分離；軸部，其與所述閥芯連接；導(dǎo)向孔，其對(duì)所述軸部的移動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向；密封構(gòu)件的收容室，其設(shè)在所述導(dǎo)向孔的周?chē)?；輔助通路，其將所述收容室與所述第1流體通路連通；以及螺線(xiàn)管部，其與所述軸部連接并使螺線(xiàn)管桿動(dòng)作，在所述第1閥座與所述閥芯所接合的周?chē)膬?nèi)表面受到動(dòng)作流體壓力的第1受壓面積與受到所述收容室內(nèi)的動(dòng)作流體壓力的所述軸部的第3受壓面積為大致相同的面積。
2. 如權(quán)利要求1所述的切換閥，其特征在于，將所述閥芯的所述第1受壓 面積、所述軸部的所述第3受壓面積、在所述第2閥座與所述閥芯的第2閥面 所接合的周?chē)膬?nèi)表面受到第2動(dòng)作流體壓力的第2受壓面積做成大致相同的 面積。
3. 如權(quán)利要求1所述的切換閥，其特征在于，具有與所述螺線(xiàn)管部使所 述閥芯向所述第1閥座閉閥的吸引力對(duì)抗并將所述閥芯從所述第1閥座開(kāi)閥的 第l彈簧構(gòu)件；與所述第l彈簧構(gòu)件相對(duì)的第2彈簧構(gòu)件。
4. 如權(quán)利要求2所述的切換閥，其特征在于，具有與所述螺線(xiàn)管部使所 述閥芯向所述第1閥座閉閥的吸引力對(duì)抗并將所述閥芯從所述第1閥座開(kāi)閥的 第1彈簧構(gòu)件；與所述第1彈簧構(gòu)件相對(duì)的第2彈簧構(gòu)件。
5. 如權(quán)利要求1所述的切換閥，其特征在于，所述軸部的與所述閥芯連接 的一側(cè)外徑尺寸做成與所述螺線(xiàn)管桿的外徑尺寸大致相同。
6. 如權(quán)利要求2所述的切換閥，其特征在于，所述軸部的與所述閥芯連接 的一側(cè)外徑尺寸做成與所述螺線(xiàn)管桿的外徑尺寸大致相同。
7. 如權(quán)利要求3所述的切換閥，其特征在于，所述軸部的與所述閥芯連接 的一側(cè)外徑尺寸做成與所述螺線(xiàn)管桿的外徑尺寸大致相同。
8. 如權(quán)利要求4所述的切換閥，其特征在于，所述軸部的與所述閥芯連接 的一側(cè)外徑尺寸做成與所述螺線(xiàn)管桿的外徑尺寸大致相同。
9. 如權(quán)利要求1所述的切換閥，其特征在于，以設(shè)在所述收容室內(nèi)的所述密封構(gòu)件不與所述軸部壓接的狀態(tài)進(jìn)行密封。
全文摘要
一種切換閥，具有閥室，其具有第1閥座和與第1閥座相對(duì)的第2閥座；第1流體通路，其與閥室的第1閥座的周?chē)牡?閥口連通并使第1動(dòng)作流體流入；第2流體通路，其與閥室連通并使動(dòng)作流體流出或流入；第3流體通路，其與閥室的第2閥座的周?chē)牡?閥口連通并使動(dòng)作流體流出；閥芯，其配置在閥室中并交替地與第1閥座和第2閥座接觸、分離；軸部，其與閥芯連接；導(dǎo)向孔，其對(duì)軸部移動(dòng)自如地進(jìn)行導(dǎo)向；密封構(gòu)件的收容室，其設(shè)在導(dǎo)向孔的周?chē)惠o助通路，其將收容室與第1流體通路連通；以及螺線(xiàn)管部，其與軸部連接并使螺線(xiàn)管桿動(dòng)作，第1閥座與閥芯接合并受到第1動(dòng)作流體壓力的第1受壓面積，其與軸部的受到收容室內(nèi)的第1動(dòng)作流體壓力的第3受壓面積為大致相同的面積。
文檔編號(hào)F16K11/044GK101166926SQ200680014660
公開(kāi)日2008年4月23日 申請(qǐng)日期2006年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者小川義博, 福留康平, 長(zhǎng)亮丞 申請(qǐng)人:伊格爾工業(yè)股份有限公司