旋转式阀装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及通过阀部件的旋转来切换与该阀部件的停止位置对应地决定的多个阀口的连通关系的旋转式阀装置。
【背景技术】
[0002]作为以往的旋转式阀装置，例如专利文献I所公开的四通切换阀如图18所示地具有:大径圆筒状的阀壳体811 ;与阀壳体811的上端侧一体连接并且上端被堵塞的小径圆筒状的马达壳体812 ;以对阀壳体811的另一端侧开口进行密闭的方式安装于该阀壳体811的平板状的阀座813 ;与阀座813的朝向阀壳体811内侧的阀座面813a重叠配置的旋转式的阀芯814 ;在图中上下方向上划分阀壳体811内的空间而形成压力平衡室808以及阀室809的间隔壁807 ;内置于阀壳体811内的压力平衡室808的行星齿轮减速机815 ;以及步进电机820。
[0003]在阀座813设有第一切换口 Cl (未图示)以及第二切换口 C2、与这些切换口 Cl、C2可逆地连通的第一固定口 El以及第二固定口 E2。阀芯814容纳于阀壳体811，其圆柱部814a能够旋转地支承于在间隔壁807的中央设置的贯通孔807a，与圆柱部814a —体连接的裙部814b与阀座面813a重叠配置。在该裙部814b，设有与第二固定口 E2总是连通的气密连通孔814c。阀芯814与行星齿轮减速机815的输出轴815a连接，随着输出轴815a的旋转而旋转。
[0004]该四通切换阀801经由行星齿轮减速机815向阀芯814传递步进电机820的旋转，而阀芯814旋转以便切换为停止位置。由此，当阀芯814处于一个停止位置时，通过气密连通孔814c以连通的方式连接第二固定口 E2和第二切换口 C2，并且使第一固定口 El和第一切换口 Cl在阀室809露出而以连通的方式连接这些口。并且，当阀芯814处于其它的停止位置时，通过气密连通孔814c以连通的方式连接第二固定口 E2和第一切换口 Cl，并且使第一固定口 El和第二切换口 C2在阀室809露出而以连通的方式连接这些口。这样，切换各口的连通关系。
[0005]这样的四通切换阀801例如装入使制冷剂在空调的室内机与室外机之间循环的制冷剂循环回路等而使用。在该情况下，四通切换阀801的第二固定口 E2与压缩机的吸入侧连接。因此，在第二固定口 E2流动流体的流动方向恒定且流体压力也比较小，从而气密连通孔814c内以及压力平衡室808内的制冷剂的压力(流体压力)不会较大地变动而大体恒定。
[0006]另一方面，这样的旋转式阀装置例如也在流体的流动方向变化的回路等中使用。作为在流体的流动方向变化的回路等中使用的旋转式阀装置的一个例子的二通阀的结构如图19、图20所示。
[0007]图19所示的二通阀901具备阀主体910、和容纳在阀主体910内的阀部件930。阀部件930具备能够绕轴心转动地支承于阀主体910的圆柱部931、和与圆柱部931 —体连接的裙形状的阀芯部933。阀部件930容纳在阀主体910内，由此将阀主体910内的空间划分为阀室B和背压室H。并且，在圆柱部931与阀主体910之间设有密封部件938，利用该密封部件938，来相互密封地分隔阀室B和背压室H。通过螺旋弹簧963对阀部件930施加向一体设于阀主体910的阀座部920推压的力，该阀芯部933的下端面933a抵接于阀座部920的阀座面922a。在阀芯部933的下端面933a形成有向阀芯部933扩展的密闭凹部934，在该密闭凹部934与阀座面922a之间形成有密闭空间G。并且，在阀部件930，形成有连通阀芯部933的密闭空间G和背压室H的均压孔936。
[0008]在阀座部920，形成有在阀座面922a开口的第一阀口 Pl及第二阀口 P2。而且，阀部件930经由旋转轴部940而通过旋转驱动部950旋转，来开闭第一阀口 Pl及第二阀口 P2中的至少一方。具体而言，如图20(a)所示，第一阀口 Pl及第二阀口 P2均在阀室B露出而允许流体的流动(开阀状态)，或者如图20 (b)、图20 (c)所示，第一阀口 Pl及第二阀口 P2的任一方被阀部件930的阀芯部933覆盖(即，在密闭空间G内露出)，而流体的流动受到限制(闭阀状态)。
[0009]而且，例如，当第一阀口 Pl及第二阀口 P2的任一方被阀部件930的阀芯部933覆盖而流体的流动受到限制时，若流体的流动方向变化，则阀室B内的流体压力与密闭空间G内以及背压室H内(S卩，第一阀口 Pl及第二阀口 P2中被阀芯部933覆盖的一方)的流体压力之间的关系变化，而根据情况不同，因流体压力相对于阀部件930作用使之从阀座部920浮起的力。
[0010]因此，设定螺旋弹簧963的将阀部件930推压于阀座部920的力，以便即使在阀室B内的流体压力与密闭空间G内以及背压室H内的流体压力之间的关系变化的情况下，也不会从阀座部920浮起。
[0011]现有技术文献
[0012]专利文献
[0013]专利文献1:日本特开2001 - 141093号公报
【发明内容】
[0014]发明所要解决的课题
[0015]在上述的二通阀901中，例如，因阀部件930的形状公差等各种要因，施加于阀部件930的流体压力所产生的力的平衡发生变化。因此，设定螺旋弹簧963所产生的推压该阀部件930的力，以便即使在最差事例的情况下，阀部件930也不会从阀座部920浮起。
[0016]以下，关于螺旋弹簧963的设定，参照图21?图26对具体例进行说明。
[0017]例如，如图21 (a)所示，在阀部件930由螺旋弹簧963推压于阀座部920的情况下，认为因形状公差，阀芯部933的下端面933a的外周缘933al会抵接于阀座面922a，并且内周缘933a2会从阀座面922a离开。在该情况下，对阀芯部933的下端面933a施加密闭空间G内的流体压力。也就是说，如图21 (b)所示，阀部件930中的受到密闭空间G内的流体压力的位置的俯视面积SI成为阀芯部933的下端面933a的外周缘933al内的面积(斜线部分)。以下，将该结构称作“密闭空间最大结构”。
[0018]并且，如图22(a)所示，在阀部件930由螺旋弹簧963推压于阀座部920的情况下，认为因形状公差，阀芯部933的下端面933a的内周缘933a2会抵接于阀座面922a，并且外周缘933al会从阀座面922a离开。在该情况下，对阀芯部933的下端面933a施加阀室B内的流体压力。也就是说，如图22(b)所示，阀部件930中的受到密闭空间G内的流体压力的位置的俯视面积S2成为阀芯部933的下端面933a的内周缘933a2内的面积(斜线部分)。以下，将该结构称作“密闭空间最小结构”。
[0019]而且，对于分别在上述密闭空间最大结构以及密闭空间最小结构中、密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力高的情况以及低的情况这四个事例，以下表示对阀部件930作用的力的一个例子。
[0020]在以下的说明中，将阀部件930的圆柱部931的上端面931a的俯视面积SH设为380平方毫米(即，将圆柱部931的直径D设为22mm)，将密闭空间最大结构时的上述俯视面积SI (即，下端面933a的外周缘933al内的面积)设为385平方毫米，将密闭空间最小结构时的上述俯视面积S2(即，下端面933a的内周缘933a2内的面积)设为250平方毫米。
[0021]并且，将密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力高的情况下的上述流体压力的压力差A Pl设为3.0MPa,将密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力低的情况下的上述流体压力的压力差ΔΡ2设为一 3.0MPa0
[0022]由密闭空间G内的流体压力对阀部件930作用的力Fl是通过将密闭空间G内的流体压力与阀室B内的流体压力之间的压力差(上述压力差ΔΡ1或者ΔΡ2)乘以阀部件930中的受到密闭空间G内的流体压力的位置的俯视面积(上述俯视面积SI或者S2)而得到的。由背压室H内的流体压力对阀部件930作用的力F2是通过将背压室H内的流体压力与阀室B内的流体压力之间的压力差(上述压力差APl或者ΔΡ2)乘以阀部件930中的受到背压室H内的流体压力的位置的俯视面积(上述俯视面积SH)而得到的。并且，以下将朝阀座面推压阀部件930的朝向设为正。
[0023](事例1:在密闭空间最大结构中，密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力高的情况)
[0024]在图23所示的事例I中，由密闭空间G内的流体压力对阀部件930作用的力Fl成为:
[0025]Fl = ( - ΔΡ1) XSl =— 1155 [N]…(I — I)，
[0026]由背压室H内的流体压力对阀部件930作用的力F2成为:
[0027]F2 = Δ Pl X SH = 1140 [N]…(I — 2)。
[0028]因此，通过上述算式，对阀部件930作用如下的力:
[0029]F = F1+F2 =- 15 [N],
[0030]也就是说，以使阀部件930从阀座面922a浮起的方式作用有15 [N]的力。在该情况下，需要利用螺旋弹簧963以至少超过15[N]的力朝向阀座面922a推压阀部件930。
[0031](事例2:在密闭空间最小结构中，密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力高的情况)
[0032]在图24所示的事例2中，由密闭空间G内的流体压力对阀部件930作用的力Fl成为:
[0033]Fl= ( — Δ PI) X S2 = — 750 [N]…(I — 3)，
[0034]由背压室H内的流体压力对阀部件930作用的力F2成为:
[0035]F2 = APlXSH = 1140 [N] — (I — 4)。
[0036]因此，通过上述算式，对阀部件930作用如下的力:
[0037]F = F1+F2 = 390 [N],
[0038]也就是说，以将阀部件930推压于阀座面922a的方式作用有390 [N]的力。在该情况下，即使不利用螺旋弹簧963朝向阀座面922a推压阀部件930，阀部件930也不会从阀座面922a浮起。
[0039](事例3:在密闭空间最大结构中，密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力低的情况)
[0040]在图25所示的事例3中，由密闭空间G内的流体压力对阀部件930作用的力Fl成为:
[0041]Fl = ( — ΔΡ2) XSl = 1155 [N]…(I — 5)，
[0042]由背压室H内的流体压力对阀部件930作用的力F2成为:
[0043]F2 = Δ P2 X SH = — 1140 [N]…(I — 6)。
[0044]因此，通过上述算式，对阀部件930作用如下的力:
[0045]F = F1+F2 = 15 [N],
[0046]也就是说，以将阀部件930推压于阀座面922a的方式作用有15 [N]的力。在该情况下，即使不利用螺旋弹簧963朝向阀座面922a推压阀部件930，阀部件930也不会从阀座面922a浮起。
[0047](事例4:在密闭空间最小结构中，密闭空间G内以及背压室H内的流体压力比阀室B内的流体压力低的情况)
[0048]在图26所示的事例4中，由密闭空间G内的流体压力对阀部件930作用的力Fl成为:
[0049]Fl= ( - ΔΡ2) XS2 = 750 [N]…(I — 7)，
[0050]由背压室H内的流体压力对阀部件930作用的力F2成为:
[0051]F2 = Δ P2 X SH = - 1140 [N] — (I — 8)。
[0052]因此，通过上述算式，对阀部件930作用如下的力:
[0053]F = F1+F2 = — 390 [N]，
[0054]也就是说，以使阀部件930从阀座面922a浮起的方式作用有390 [N]的力。在该情况下，需要利用螺旋弹簧963以至少超过390[N]的力朝向阀座面922a推压阀部件930。
[0055]上述的事例I?4中，尤其是在背压室内的流体压力比阀室内的流体压力低的情况的事例4中，阀部件930从阀座面922a浮起的力变得最大。因此，为了在事例I?4中任一情况下阀部件930都不会从阀座面922a浮起，而在作为最差事例的事例4中，使阀部件930不会从阀座面922a浮起即可。也就是说，螺旋弹簧963所产生的朝向阀座面922a推压阀部件930的力FS设定为至少超过在事例4中使阀部件930浮起的力亦即390 [N]即可。
[0056]然而，在上述二通阀901中，在假定上述事例4而将螺旋弹簧963所产生的朝向阀座面922a推压阀部件930的力FS例如设为391 [N]的情况下，若成为上述事例2的状态，则相对于阀部件930，均施加由流体压力推压于阀座面922a的力F( = 390[N])、和利用螺旋弹簧963朝向阀座面922a推压的力FS ( = 391 [N])，而以较强的力将阀部件930推压于阀座面922a。因此，驱动以这样的较强的力被推压的阀部件930使之旋转需要较大的力，从而存在不得不使旋转驱动部950大型化这一问题。
[0057]因此，本发明的课题在于提供能够抑制将阀部件推压于阀座面的力的旋转式阀装置。
[0058]用于解决课题的方案
[0059]为了解决上述课题，方案I所记载的发明是一种旋转式阀装置，具备:阀主体，其在内侧设有空间；阀座部，其具有面向上述空间的平面状的阀座面以及在该阀座面开口的两个阀口 ；阀部件，其以能够滑动旋转地重叠于上述阀座面的方式配置在上述空间内，通过旋转来切换与停止位置对应地决定的上述两个阀口的连通关系；以及按压部件，其朝向上述阀座面推压上述阀部件，上述旋转式阀装置的特征在于，上述阀部件具有:轴部，其能够绕轴心旋转地支承于上述阀主体；以及阀芯部，其设于上述轴部的一端，且与上述停止位置对应地开闭上述两个阀口中的至少一个阀口，上述阀主体通过由上述阀部件划分上述空间，从而具有形成于上述轴部的一端侧且容纳上述阀芯部的阀室、和形成于上述轴部的另一端侧的背压室，上述阀主体或者上述阀部件具有连接上述两个阀口中的由上述阀芯部开闭的阀口和上述背压室的均压路，构成为，上述背压室的流体压力比上述阀室的流体压力低时的上述阀部件中的受到上述背压室的流体压力的俯视面积，相比上述背压室的流体压力比上述阀室的流体压力高时的上述俯视面积小。
[0060]为了解决上述课题，方案2所记载的发明是一种旋转式阀装置，具备:阀主体，其在内侧设有空间；阀座部，其具有面向上述空间的平面状的阀座面以及在该阀座面开口的多个阀口 ；阀部件，其以能够滑动旋转地重叠于上述阀座面的方式配置在上述空间内，且通过旋转来切换与停止位置对应地决定的上述多个阀口的连通关系；以及按压部件，其朝向上述阀座面推压上述阀部件，上述旋转式阀装置的特征在于，上述阀部件具有:轴部，其能够绕轴心旋转地支承于上述阀主体；以及阀芯部，其设于上述轴部的一端，并且设有一个或者多个密闭连通路，该一个或者多个密闭连通路在与上述阀座面之间形成密闭空间，并且通过该密闭空间而与上述停止位置对应地连通规定组合的上述多个阀口，上述阀主体通过由上述阀部件划分上述空间，从而具有形成于上述轴部的一端侧且容纳上述阀芯部的阀室、和形成于上述轴部的另一端侧的背压室，上述阀主体或者上述阀部件具有连接上述密闭连通路中的任一个和上述背压室的均压路，构成为，上述背压室的流体压力比上述阀室的流体压力低时的上述阀部件中的受到上述背压室的流体压力的俯视面积，相比上述背压室的流体压力比上述阀室的流体压力高时的上述俯视面积小。
[0061 ] 方案3所记载的发明根据方案I或者2所记载的发明，其特征在于，在上述阀主体与上述阀部件之间，设有对它们之间进行密封的环状的密封部件，并且构成为，当上述背压室的流体压力比上述阀室的流体压力高时上述密封部件被推压于上述阀部件，并且当上述背压室的流体压力比上述阀室的流体压力低时上述密封部件被推压于上述阀主体。
[0062]方案4所记载的发明根据方案3所记载的发明，其特征在于，上述阀部件的上述轴部具有:小径轴部分，其以一端面面向上述背压室的方式配置；大径轴部分，其与该小径轴部分的另一端面同轴地相连；以及轴部台阶面，其形成于上述小径轴部分的外周面与上述大径轴部分的外周面之间，上述阀主体具有阀部件支承部，该阀部件支承部设有:小径孔部，其将上述小径轴部分嵌合为能够旋转；大径孔部，其将上述大径轴部分嵌合为能够旋转；以及支承部台阶面，其形成于上述小径孔部的内周面与大径孔部的