(57)【要約】      （修正有）【課題】弁部材のスライド時における振動及び騒音を抑制することができるスライド式切換弁および冷凍サイクルシステムを提供する。【解決手段】弁部材２４が、強化材及び充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成され、弁座１９が黄銅によって形成され、弁座１９の上面１９Ａのコア部のレベル差Ｒｋが１以下となっている。このような条件において弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記摺接面は、ポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるとともに、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とするスライド式切換弁。
【請求項２】
前記摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．４以下であ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】
前記摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．８以下であり、
前記弁座面がステンレスによって形成さ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４】
前記摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．６以下であり、
前記弁座面がシリコン系黄銅によって形成さ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５】
前記摺接面は、摺動性向上のための充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスライド式切換弁。
【請求項６】
前記摺接面は、強化材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項５に記載のスライド式切換弁。
【請求項７】
筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記弁座面は、黄銅によって形成され、
前記摺接面は、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とするスライド式切換弁。
【請求項８】
前記摺接面は、ポリアミド樹脂によって形成されるとともに、コア部のレベル差Ｒｋが０．３以下であることを特徴とする請求項７に記載のスライド式切換弁。
【請求項９】
前記摺接面は、ポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるとともに、コア部のレベル差Ｒｋが０．４以下であることを特徴とする請求項７に記載のスライド式切換弁。
【請求項１０】
筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記摺接面は、コア部のレベル差Ｒｋが０．３以下であることを特徴とするスライド式切換弁。
【請求項１１】
筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記弁座面は、ステンレスによって形成され、
前記摺接面は、ポリアミド樹脂によって形成されるとともに、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とするスライド式切換弁。
【請求項１２】
筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記弁座面は、シリコン系黄銅によって形成され、
前記摺接面は、ポリアミド樹脂によって形成されるとともに、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とするスライド式切換弁。
【請求項１３】
筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、
前記弁座面は、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であり、
前記摺接面は、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とするスライド式切換弁。
【請求項１４】
前記弁座面は、コア部のレベル差Ｒｋが０．２以下であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載のスライド式切換弁。
【請求項１５】
流体である冷媒を圧縮する圧縮機と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段と、請求項１〜１４のいずれかに記載のスライド式切換弁と、を備えたことを特徴とする冷凍サイクルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライド式切換弁および冷凍サイクルシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ルームエアコン等の空気調和機で利用される冷凍サイクルとして、冷却モード（冷房）運転時に圧縮機、室外熱交換器、膨張弁、及び室内熱交換器を経由して冷媒を圧縮機に環流させ、加温モード（暖房）運転時に圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、及び室外熱交換器を経由して冷媒を圧縮機に環流させるように、冷媒の環流方向を逆転させるものが利用されている。このような冷凍サイクルにおける冷媒の環流経路を逆転させる流路切換弁（所謂、四方切換弁）として、弁本体の内部にスライド自在に設けられた弁部材を備えたスライド式切換弁が広く用いられている。
【０００３】
このようなスライド式切換弁（例えば四方切換弁）では、弁部材が弁座面に対して押し付けられつつスライドすることから、弁部材がスムーズにスライドせず、摺動と停止を連続的に繰り返す運動（スティックスリップ）が生じて振動及び騒音の原因となることがあった。ところで、日本工業規格（Japanese Industrial Standards）ＪＩＳＢ０６７１−２には、表面粗さの指標の一つとして、粗さ曲線のコア部の上側レベルと下側レベルとの差であるコア部のレベル差Ｒｋ（以下、単に「Ｒｋ」とする）が定義されている。従来、このようなＲｋを表面粗さの指標とし、Ｒｋが０．５以上且つ５．２以下の摺動面（摺接面）を有する弁体（弁部材）を用いることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された四方切換弁では、Ｒｋを上記の範囲内とすることで、弁漏れ量の増加及び異音の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１３３００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スライド式切換弁では、弁漏れ量の低減や各部の強度向上といった様々な目的に応じて、弁部材や弁座が適宜な部材によって構成されたり、適宜な表面粗さの弁座面を有する弁座が用いられたりし、弁部材のＲｋを特許文献１に記載された範囲内の値としても、弁部材がスムーズにスライドせず、振動及び騒音が発生することがあった。
【０００６】
本発明の目的は、弁部材のスライド時における振動及び騒音を抑制することができるスライド式切換弁および冷凍サイクルシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のスライド式切換弁は、筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、前記摺接面は、ポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるとともに、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とする。
【０００８】
このような本発明によれば、弁部材の摺接面がポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることで、ポリアミド等の比較的軟質な樹脂を用いる構成と比較して、弁部材の強度を向上させることができる。さらに、このような条件において弁部材の摺接面のＲｋが１以下であることで、弁部材をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。また、振動及び騒音をさらに抑制するために、弁部材の摺接面のＲｋは、０．５以下であることが好ましい。
【０００９】
この際、本発明のスライド式切換弁では、前記摺接面は、摺動性向上のための充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることが好ましい。このような構成によれば、弁部材をよりスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音をさらに抑制することができる。尚、充填材は、例えばポリテトラフルオロエチレンやペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等のフッ素系樹脂であることが好ましい。また、充填材の添加量は、１〜５０重量％であることが好ましく、５〜３０重量％であることがより好ましい。
【００１０】
さらに、本発明のスライド式切換弁では、前記摺接面は、強化材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることが好ましい。このような構成によれば、弁部材の強度を向上させることができる。尚、強化材は、例えば炭素フィラーやガラス繊維であることが好ましい。また、強化材の添加量は、５〜５０重量％であることが好ましく、１０〜３０重量％であることがより好ましい。
【００１１】
本発明のスライド式切換弁は、筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、前記弁座面は、黄銅によって形成され、前記摺接面は、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とする。
【００１２】
このような本発明によれば、弁座面が黄銅によって形成されていることで、弁座の加工性を向上させることができる。さらに、このような条件において弁部材の摺接面のＲｋが１以下であることで、弁部材をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。また、振動及び騒音をさらに抑制するために、弁部材の摺接面のＲｋは、０．５以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明のスライド式切換弁は、筒状の弁本体と、弁座開口部が弁座面に形成された弁座と、前記弁座面に摺接する摺接面を有するとともに前記弁本体に収容される弁部材と、を備えたスライド式切換弁であって、前記弁座面は、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であり、前記摺接面は、コア部のレベル差Ｒｋが１以下であることを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、弁座面のＲｋが１以下であることで、弁座面と弁部材の摺接面との隙間を小さくし、弁漏れ量を低減することができる。さらに、このような条件において弁部材の摺接面のＲｋが１以下であることで、弁部材をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。また、振動及び騒音をさらに抑制するために、弁部材の摺接面のＲｋは、０．５以下であることが好ましい。また、弁座面のＲｋは０．５以下であることが好ましい。
【００１５】
一方、上記いずれの条件においても、弁部材の摺接面のＲｋが大きすぎると、弁部材がスムーズにスライドしにくくなり、その結果として、振動及び騒音が発生しやすくなってしまう。
【００１６】
本発明の冷凍サイクルシステムは、流体である冷媒を圧縮する圧縮機と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器と、前記第一熱交換器と前記第二熱交換器との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段と、前記いずれかに記載のスライド式切換弁と、を備えたことを特徴とする。このような本発明によれば、上記のように弁部材をスムーズにスライドさせやすく、冷房運転と暖房運転を切り換えるためにスライド式切換弁の切換え動作を行う際の振動及び騒音を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のスライド式切換弁およびスライド式切換弁によれば、弁部材の摺接面のＲｋが１以下であることで、弁部材のスライド時における振動及び騒音を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係るスライド式切換弁が設けられた冷凍サイクルの概略構成図である。
【図２】前記スライド式切換弁を示す断面図である。
【図３】前記スライド式切換弁において弁部材をスライドさせた際に生じる摺動抵抗の変化の一例を示すグラフである。
【図４】前記弁部材の摺接面のＲｋと前記摺動抵抗との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。尚、第２〜７実施形態においては、第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材及び同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態と同じ符号を付すとともに説明を省略する。
【００２０】
［第１実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０は、図１に示すように、例えば冷凍サイクル１に設けられるものである。冷凍サイクル１は、ルームエアコン等の空気調和機に利用されるものであって、流体としての冷媒を圧縮する圧縮機２と、冷却モード時に凝縮器として機能する第一熱交換器としての室外熱交換器３と、冷却モード時に蒸発器として機能する第二熱交換器としての室内熱交換器４と、室外熱交換器３と室内熱交換器４との間にて冷媒を膨張させて減圧する膨張手段としての膨張弁５と、四方切換弁１０と、四方切換弁１０の流路を切換え制御するパイロット電磁弁６と、を備え、これらが冷媒配管によって連結されている。なお、膨張手段としては、膨張弁５に限らず、キャピラリでもよい。尚、上記のように循環する冷媒には、圧縮機２の動作を潤滑なものにするための潤滑油（冷凍機油）が含まれている。
【００２１】
この冷凍サイクル１は、図１に示す冷却モード（冷房運転）において、圧縮機２、四方切換弁１０、室外熱交換器３、膨張弁５、室内熱交換器４、四方切換弁１０及び圧縮機２の順に冷媒が流れる冷房サイクルを構成する。一方、加温モード（暖房運転）において、圧縮機２、四方切換弁１０、室内熱交換器４、膨張弁５、室外熱交換器３、四方切換弁１０及び圧縮機２の順に冷媒が流れる暖房サイクルを構成する。この暖房サイクルと冷房サイクルとの切換えは、パイロット電磁弁６による四方切換弁１０の切換え動作によって行われる。
【００２２】
本発明の実施形態に係る四方切換弁１０は、図２、３にも示すように、円筒状の弁本体１１と、この弁本体１１の内部にスライド自在に設けられた弁体１２と、圧縮機２の吐出口に連通する継手部材としての高圧側導管（Ｄ継手）１３と、圧縮機２の吸込口に連通する低圧側導管（Ｓ継手）１４と、室内熱交換器４に連通する室内側導管（Ｅ継手）１５と、室外熱交換器３に連通する室外側導管（Ｃ継手）１６と、を備えて構成されている。
【００２３】
円筒状の弁本体１１は、その軸方向両端部を塞ぐ栓体１７，１８と、弁本体１１の内部に固定された弁座１９と、を有し、全体に密閉されたシリンダーとして構成されている。栓体１７，１８には、それぞれパイロット電磁弁６に連通された導管１７Ａ，１８Ａが接続されている。弁座１９には、低圧側導管１４、室内側導管１５、及び室外側導管１６のそれぞれの先端が挿入されるとともに、後述する第一ポート１１Ｃ、第二ポート１１Ｄ及び流出ポート１１Ｂを構成する開口が設けられている。弁座１９の上面１９Ａは、弁体１２をスライド案内する案内面（弁座面）となっている。
【００２４】
本実施形態では、弁座１９は、黄銅によって形成されており、即ち上面１９Ａも黄銅によって形成されている。また、上面１９Ａは、ＪＩＳＢ０６７１−２に定義されるコア部のレベル差Ｒｋ（以下、単に「Ｒｋ」と呼ぶ）が１以下であり、例えば０．３となっている。
【００２５】
弁本体１１には、その側面部１１１に開口した複数のポート１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ，１１Ｄが形成されている。すなわち、高圧側導管１３が接続されて弁本体１１の内部に冷媒を流入させる開口部としての流入ポート１１Ａと、流入ポート１１Ａに対して弁本体１１の側面部１１１の径方向反対側にて弁座１９の上面１９Ａに形成された弁座開口部としての第一ポート１１Ｃ、第二ポート１１Ｄ及び流出ポート１１Ｂと、が設けられている。流出ポート１１Ｂは、弁本体１１の軸方向略中央に設けられ、第一ポート１１Ｃは、弁本体１１の軸方向に沿って流出ポート１１Ｂの一方側（図２の左側）に隣り合って設けられ、第二ポート１１Ｄは、弁本体１１の軸方向に沿って流出ポート１１Ｂの他方側（図２の右側）に設けられている。即ち、３つのポート１１Ｂ〜１１Ｄは、直線状に並ぶように設けられている。
【００２６】
流出ポート１１Ｂには、低圧側導管１４が接続され、第一ポート１１Ｃに室内側導管１５が接続されることで、当該第一ポート１１Ｃが室内側ポートを構成し、第二ポート１１Ｄに室外側導管１６が接続されることで、当該第二ポート１１Ｄが室外側ポートを構成している。低圧側導管１４、室内側導管１５及び室外側導管１６は、それぞれ流出ポート１１Ｂ、第一、二ポート１１Ｃ，１１Ｄ周辺の弁本体１１及び弁座１９にろう付け固定されている。
【００２７】
弁体１２は、弁本体１１の内周面に摺接する左右一対のピストン体２１，２２と、一対のピストン体２１，２２を連結して弁本体１１の軸方向に沿って延びる連結部材２３と、連結部材２３に支持される椀状の弁部材２４と、を有して構成されている。弁本体１１の内部空間は、一対のピストン体２１，２２間に形成される高圧室Ｒ１と、一方のピストン体２１と栓体１７との間に形成される第一作動室Ｒ２と、他方のピストン体２２と栓体１８との間に形成される第二作動室Ｒ３と、に仕切られている。
【００２８】
連結部材２３は、金属板材からなり、弁本体１１の軸方向に沿って延び弁座１９の上面１９Ａと平行に設けられる連結板部２３Ａと、連結板部２３Ａの一方側端部が折り曲げられてピストン体２１に固定される固定片部２３Ｂと、連結板部２３Ａの他方側端部が折り曲げられてピストン体２２に固定される固定片部２３Ｃと、を有して形成されている。連結板部２３Ａには、弁部材２４を保持する保持孔２３Ｄと、冷媒を流通させる２箇所の貫通孔２３Ｅと、が形成されている。
【００２９】
弁部材２４は、合成樹脂製の一体成形部材であって、弁座１９に向かって凹状に開口した椀部２５と、この椀部２５の開口縁から外方に延びるフランジ部２６と、を有して形成されている。椀部２５は、平面視で長円形状を有したドーム状に形成され、連結部材２３の保持孔２３Ｄに挿入されている。椀部２５の内部には、流出ポート１１Ｂと第一ポート１１Ｃとを連通させて第二ポート１１Ｄを連通させないか、又は、流出ポート１１Ｂと第二ポート１１Ｄとを連通させて第一ポート１１Ｃを連通させないような連通空間Ｒ４が形成されている。
【００３０】
フランジ部２６は、その下面（弁座１９の上面１９Ａと対向する面）２６０に、上面１９Ａに摺接する摺接面２６Ａと、椀部２５の内部に連通する弁開口部２５Ａと、を有する。このフランジ部２６は、弁座１９と連結部材２３との間に配置される。そして、弁部材２４に作用する高圧と低圧の圧力差により摺接面２６Ａが弁座１９の上面１９Ａに密接され、椀部２５の連通空間Ｒ４が弁座１９に対して閉じられるようになっている。
【００３１】
本実施形態では、弁部材２４は、強化材としての炭素フィラーが１０〜３０重量％添加されるとともに、摺動性向上のための充填材（例えばポリテトラフルオロエチレンやペルフルオロアルコキシフッ素樹脂）が５〜３０重量％添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されており、即ち、摺接面２６Ａが、強化材としての炭素フィラーが１０〜３０重量％添加されるとともに摺動性向上のための充填材が５〜３０重量％添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されている。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であり、例えば０．３となっている。
【００３２】
以上の四方切換弁１０では、パイロット電磁弁６及び導管１８Ａを介して第二作動室Ｒ３に高圧冷媒が導入されると、図１、２に示すように、ピストン体２２が押圧されて弁体１２が弁本体１１の軸方向（ポート１１Ｂ〜１１Ｄの並設方向）の一方側（図１、２の左側）にスライドされ、第一位置に移動される。また、パイロット電磁弁６及び導管１７Ａを介して第一作動室Ｒ２に圧縮機２から吐出された高圧冷媒が導入されると、ピストン体２１が押圧されて弁体１２が弁本体１１の軸方向他方側（図１、２の右側）にスライドされ、第二位置に移動される。
【００３３】
弁体１２が第二位置にある状態において、弁部材２４の椀部２５は、その連通空間Ｒ４によって流出ポート１１Ｂと第二ポート１１Ｄとを連通させる。また、椀部２５が第一ポート１１Ｃよりも他方側に位置することから、この第一ポート１１Ｃは、弁本体１１の内部（高圧室Ｒ１）を介して流入ポート１１Ａと連通される。すなわち、弁体１２が第二位置にある状態は、流入ポート１１Ａと第一ポート１１Ｃとが連通され、流出ポート１１Ｂと第二ポート１１Ｄとが連通された加温モード（暖房運転）となる。
【００３４】
この加温モードでは、圧縮機２から吐出された高圧冷媒Ｈが高圧側導管１３及び流入ポート１１Ａを介して高圧室Ｒ１に導入され、この高圧室Ｒ１を通過した高圧冷媒Ｈが第一ポート１１Ｃ及び室内側導管１５を介して室内熱交換器４に供給される。また、室外熱交換器３から室外側導管１６及び第二ポート１１Ｄを介して低圧冷媒Ｌが椀部２５の連通空間Ｒ４に導入され、この連通空間Ｒ４を通過した低圧冷媒Ｌが流出ポート１１Ｂ及び低圧側導管１４を介して圧縮機２に還流される。
【００３５】
一方、弁体１２が第一位置にある状態において、弁部材２４の椀部２５は、その連通空間Ｒ４によって流出ポート１１Ｂと第一ポート１１Ｃとを連通させる。また、椀部２５が第二ポート１１Ｄよりも一方側に位置することから、この第二ポート１１Ｄは、弁本体１１の内部（高圧室Ｒ１）を介して流入ポート１１Ａと連通される。すなわち、弁体１２が第一位置にある状態は、流入ポート１１Ａと第二ポート１１Ｄとが連通され、流出ポート１１Ｂと第一ポート１１Ｃとが連通された冷却モード（冷房運転）となる。
【００３６】
以上のような四方切換弁１０では、高圧室Ｒ１と連通空間Ｒ４との圧力差ΔＰが大きいほど、弁部材２４の摺接面２６Ａが弁座１９の上面１９Ａに強く押し付けられ、圧力差ΔＰが大きい場合、弁部材２４のスライド時にスティックスリップが生じることがある。ここで、スティックスリップが生じた際の摺動抵抗Ｒ０の変化の一例を図３に示す。この測定結果は、弁部材２４を弁座１９の上面１９Ａに配置し、弁部材２４を弁座１９に押し付けるように弁部材２４の内外に所定の圧力差ΔＰを生じさせるとともに、ロードセルを用い、弁部材２４を一定速度で摺動方向に移動させるように荷重を印加することで得られたものである。
【００３７】
スティックスリップが生じる場合、摺動している際には動摩擦係数および圧力差ΔＰに応じた摺動抵抗値となり、一旦停止した後、摺動を再開する直前には静止摩擦係数および圧力差ΔＰに応じた摺動抵抗値となる。スティックスリップが生じて弁部材２４の摺動と停止とが繰り返されることにより、摺動抵抗Ｒ０が増減を繰り返す。
【００３８】
弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋと、弁部材２４のスライド時に生じる最大摺動抵抗Ｒｍａｘと、の関係を、圧力差ΔＰごとに図４に示す。ここで、最大摺動抵抗Ｒｍａｘは、スティックスリップが生じている場合には、摺動抵抗Ｒ０の極大値（一旦停止した後、摺動を再開する直前の摺動抵抗値）であり、スティックスリップが生じていない場合には任意の瞬間の摺動抵抗値である。尚、摺動抵抗Ｒ０の極大値が多少のばらつきを有することもあるが、この場合、最大摺動抵抗Ｒｍａｘは、例えば極大値の平均値や最頻値であればよい。
【００３９】
圧力差ΔＰが１〜３ＭＰａのいずれの条件においても、Ｒｋが低下するほど最大摺動抵抗Ｒｍａｘも低下した。Ｒｋが小さい場合（特に、摺接面２６ＡのＲｋだけでなく弁座１９の上面１９ＡのＲｋも小さい場合）、摺接面２６Ａと上面１９Ａとの真実接触面積が大きくなり、面圧（単位面積当たりの荷重）が低くなる。面圧が低い場合、摺接面２６Ａと上面１９Ａとのうち硬度が高い方の凸部が相手方の部材に対して噛み込みにくくなり、摺動抵抗が低下する。また、Ｒｋが６の場合の最大摺動抵抗Ｒｍａｘを、Ｒｋが０．５の場合の最大摺動抵抗Ｒｍａｘで除した値を抵抗比とすると、圧力差ΔＰが３ＭＰａの場合の抵抗比は１．５となり、圧力差ΔＰが２ＭＰａの場合の抵抗比は１．４となり、圧力差ΔＰが１ＭＰａの場合の抵抗比は１．２となった。即ち、圧力差ΔＰが高くなるほど、Ｒｋを小さくすることによる最大摺動抵抗Ｒｍａｘの低減効果が大きくなった。また、Ｒｋが１以下では最大摺動抵抗Ｒｍａｘの変化が極めて小さく、０．５以下ではさらに変化が小さくなった。
【００４０】
Ｒｋが小さくなって最大摺動抵抗Ｒｍａｘが小さくなる事とは、スティックスリップが生じにくく、振動及び異音が発生しにくい事を意味し、仮にスティックスリップが生じた場合でも、振動及び異音が小さくなる事を意味する。
【００４１】
このような本実施形態によれば、以下のような効果がある。即ち、弁部材２４がポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることで、ポリアミド等の比較的軟質な樹脂を用いる構成と比較して、弁部材の強度を向上させることができる。また、弁座１９が黄銅によって形成されていることで、弁座１９の加工性を向上させることができる。また、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１以下であることで、上面１９Ａと弁部材２４の摺接面２６Ａとの隙間を小さくし、弁漏れ量を低減することができる。
【００４２】
また、弁部材２４が、摺動性向上のための充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることで、弁部材２４をよりスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音をさらに抑制することができる。さらに、弁部材２４が、強化材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていることで、弁部材２４の強度を向上させることができる。
【００４３】
さらに、上記のような条件において弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。一方、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが大きすぎると、弁部材２４がスムーズにスライドしにくくなり、その結果として、振動及び騒音が発生しやすくなってしまう。
【００４４】
また、上記のような弁部材２４が冷凍サイクル１に用いられていることで、冷房運転と暖房運転を切り換えるために四方切換弁１０の切換え動作を行う際の振動及び騒音を抑制することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０では、第１実施形態と同様に、弁部材２４が、強化材及び充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるとともに、弁座１９が黄銅によって形成されている。尚、強化材及び充填材の種類並びに添加量は第１実施形態と同様である。一方、第１実施形態とは異なり、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１よりも大きく、例えば１．５となっている。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋは、第１実施形態と同様に１以下となっている。
【００４６】
本実施形態においても、Ｒｋと最大摺動抵抗Ｒｍａｘとの関係は、図４のグラフと同様の傾向を示した。従って、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。このとき、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが０．５以下であることが好ましい。
【００４７】
［第３実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０では、第１実施形態と同様に、第１実施形態と同様に、弁部材２４が、強化材及び充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるとともに、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１以下（例えば０．３）となっている。尚、強化材及び充填材の種類並びに添加量は第１実施形態と同様である。一方、第１実施形態とは異なり、弁座１９が黄銅以外の材料（例えばステンレスやシリコン系黄銅）によって形成されている。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋは、第１実施形態と同様に１以下となっている。
【００４８】
本実施形態においても、Ｒｋと最大摺動抵抗Ｒｍａｘとの関係は、図４のグラフと同様の傾向を示した。従って、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。このとき、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが０．５以下であることが好ましい。
【００４９】
［第４実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０では、第１実施形態と同様に、第１実施形態と同様に、弁部材２４が、強化材及び充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されている。尚、強化材及び充填材の種類並びに添加量は第１実施形態と同様である。一方、第１実施形態とは異なり、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１よりも大きく、例えば１．５となっているとともに、弁座１９が黄銅以外の材料（例えばステンレスやシリコン系黄銅）によって形成されている。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋは、第１実施形態と同様に１以下となっている。
【００５０】
本実施形態においても、Ｒｋと最大摺動抵抗Ｒｍａｘとの関係は、図４のグラフと同様の傾向を示した。従って、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。このとき、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが０．５以下であることが好ましい。
【００５１】
［第５実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０では、第１実施形態と同様に、弁座１９が黄銅によって形成されるとともに、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１以下（例えば０．３）となっている。一方、第１実施形態とは異なり、弁部材２４がポリフェニレンサルファイド樹脂以外の材料によって形成されている。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋは、第１実施形態と同様に１以下となっている。
【００５２】
尚、弁部材２４の材料としては、ポリアセタールやポリアミド、ポリカーボネート、変形ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ＧＦ強化ポリエチレンテレフタレート、超高分子ポリエチレン、シンジオタクチックポリスチレン等のエンジニアリングプラスチック、及び、非晶ポリアリレートやポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、フッ素樹脂、液晶ポリマー等のスーパーエンジニアリングプラスチックが例示される。
【００５３】
本実施形態においても、Ｒｋと最大摺動抵抗Ｒｍａｘとの関係は、図４のグラフと同様の傾向を示した。従って、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。このとき、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが０．５以下であることが好ましい。
【００５４】
［第６実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０では、第１実施形態と同様に、弁座１９が黄銅によって形成されている。一方、第１実施形態とは異なり、弁部材２４がポリフェニレンサルファイド樹脂以外の材料によって形成されるとともに、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１よりも大きい（例えば１．５）。尚、弁部材２４の材料は第５実施形態と同様である。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋは、第１実施形態と同様に１以下となっている。
【００５５】
本実施形態においても、Ｒｋと最大摺動抵抗Ｒｍａｘとの関係は、図４のグラフと同様の傾向を示した。従って、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。このとき、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが０．５以下であることが好ましい。
【００５６】
［第７実施形態］
本実施形態の四方切換弁（スライド式切換弁）１０では、第１実施形態と同様に、弁座１９の上面１９ＡのＲｋが１以下（例えば０．３）となっている。一方、第１実施形態とは異なり、弁部材２４がポリフェニレンサルファイド樹脂以外の材料によって形成され、弁座１９が黄銅以外の材料（例えばステンレスやシリコン系黄銅）によって形成されている。尚、弁部材２４の材料は第５実施形態と同様である。また、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋは、第１実施形態と同様に１以下となっている。
【００５７】
本実施形態においても、Ｒｋと最大摺動抵抗Ｒｍａｘとの関係は、図４のグラフと同様の傾向を示した。従って、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが１以下であることで、弁部材２４をスムーズにスライドさせやすく、振動及び騒音を抑制することができる。このとき、弁部材２４の摺接面２６ＡのＲｋが０．５以下であることが好ましい。
【００５８】
なお、本発明は、前記第１〜７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等を含み、以下に示すような変形等も本発明に含まれる。
【００５９】
例えば、前記第１実施形態では、弁部材２４が、強化材及び充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるものとしたが、弁部材２４のうち少なくとも摺接面２６Ａが、強化材及び充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていればよく、他の部分は任意の材料によって形成されていればよい。尚、第２〜７実施形態についても、少なくとも摺接面２６Ａが各材料によって形成されていればよく、他の部分は任意の材料によって形成されていればよい。
【００６０】
また、前記第１実施形態では、弁座１９が黄銅によって形成されているものとしたが、弁座１９のうち少なくとも上面１９Ａが黄銅によって形成されていればよく、他の部分は任意の材料によって形成されていればよい。尚、第２〜７実施形態についても、少なくとも上面１９Ａが各材料によって形成されていればよく、他の部分は任意の材料によって形成されていればよい。
【００６１】
また、前記第１実施形態では、弁部材２４が、強化材としての炭素フィラーが１０〜３０重量％添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるものとしたが、添加される強化材は、例えばガラス繊維であってもよいし、強化材の添加量は、５〜５０重量％であってもよい。また、弁部材２４は、強化材が添加されず、充填材のみが添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されてもよい。これは、第２〜４実施形態についても同様である。
【００６２】
また、前記第１実施形態では、弁部材２４が、充填材が５〜３０重量％添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されるものとしたが、充填材の添加量は、１〜５０重量％であってもよい。また、弁部材２４は、摺動性向上以外の目的を有する充填材が添加されたポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成されていてもよい。これは、第２〜４実施形態についても同様である。
【実施例】
【００６３】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００６４】
［スティックスリップの発生について］
摺接面をポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成した場合における各条件下でのスティックスリップの発生の有無を表１に示す。尚、表１では、スティックスリップが発生した条件を「×」で示し、発生しなかった条件を「○」で示す。
【００６５】
【表１】
2018204788.tif 000003
【００６６】
摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．４以下の場合、他の条件に関わらず、スティックスリップは発生しなかった。また、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．８以下であり、且つ、弁座面の材質がステンレスである場合、スティックスリップは発生しなかった。また、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．６以下であり、且つ、弁座面の材質がシリコン系黄銅である場合、スティックスリップは発生しなかった。尚、シリコン系黄銅とは、シリコンを２．５〜４．０重量％程度含有する黄銅であって、より具体的にはＪＩＳ：Ｃ６９３２に定義されるものである。スティックスリップが発生しない場合、スライド時における振動及び騒音は小さかった。
【００６７】
摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１以下の場合、一部の条件においてスティックスリップが発生した。しかしながら、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１よりも大きい場合と比較して、弁部材のスライド時に生じる最大摺動抵抗が小さいことから、スティックスリップが生じても振動及び騒音は比較的小さかった。
【００６８】
摺接面をポリアミド樹脂によって形成した場合における各条件下でのスティックスリップの発生の有無を表２に示す。尚、表２では、スティックスリップが発生した条件を「×」で示し、発生しなかった条件を「○」で示す。
【００６９】
【表２】
2018204788.tif 000004
【００７０】
摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．３以下の場合、他の条件に関わらず、スティックスリップは発生しなかった。また、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１以下であり、且つ、弁座面の材質がステンレスである場合、スティックスリップは発生しなかった。また、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１以下であり、且つ、弁座面の材質がシリコン系黄銅である場合、スティックスリップは発生しなかった。スティックスリップが発生しない場合、スライド時における振動及び騒音は小さかった。
【００７１】
摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１以下の場合、一部の条件においてスティックスリップが発生した。しかしながら、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１よりも大きい場合と比較して、弁部材のスライド時に生じる最大摺動抵抗が小さいことから、スティックスリップが生じても振動及び騒音は比較的小さかった。
【００７２】
［弁漏れ量について］
摺接面をポリフェニレンサルファイド樹脂によって形成した場合における各条件下での弁漏れ量の測定結果を表３に示す。尚、この測定では、弁部材の内外に１ＭＰａの圧力差を生じさせた。また、表３に示す弁漏れ量の数値の単位は、ｃｍ3／ｍｉｎである。
【００７３】
【表３】
2018204788.tif 000005
【００７４】
弁座面のコア部のレベル差Ｒｋが０．２であり、且つ、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１．２以下の場合、弁漏れ量は５０以下となり、良好な結果が得られた。尚、表３には示していないが、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．２〜１．２の範囲内の数値である場合、同様に弁漏れ量が５０以下となった。
【００７５】
摺接面をポリアミド樹脂によって形成した場合における各条件下での弁漏れ量の測定結果を表４に示す。尚、この測定では、弁部材の内外に１ＭＰａの圧力差を生じさせた。また、表４に示す弁漏れ量の数値の単位は、ｃｍ3／ｍｉｎである。
【００７６】
【表４】
2018204788.tif 000006
【００７７】
弁座面のコア部のレベル差Ｒｋが０．２であり、且つ、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが１．２以下の場合、弁漏れ量は５０以下となり、良好な結果が得られた。尚、表４には示していないが、摺接面のコア部のレベル差Ｒｋが０．２〜１．２の範囲内の数値である場合、同様に弁漏れ量が５０以下となった。
【００７８】
その他、本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、且つ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。従って、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部、もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１              冷凍サイクル
２              圧縮機
３              室外熱交換器（第一熱交換器）
４              室内熱交換器（第二熱交換器）
５              膨張弁（膨張手段）
１０            四方切換弁（スライド式切換弁）
１１            弁本体
１１Ｂ〜１１Ｄ  ポート（弁座開口部）
１９Ａ          上面（弁座面）
２４            弁部材
２６Ａ          摺接面
【図１】
2018204788.tif 000007
【図２】
2018204788.tif 000008
【図３】
2018204788.tif 000009
【図４】
2018204788.tif 000010