CN105570498A - 流路切换阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种流路切换阀，能尽可能的抑制压力损失和滑动部分的磨耗，提高密封性能，使阀难以泄漏，并耐高压能提高耐久性，且便于管道处理，减少占有空间。其具备主阀(5)和用于转动主阀芯(20)的致动器(7)，主阀(5)具有：通过上侧阀座(10A)和下侧阀座(10B)将其上下开口气密封闭的主阀壳(10)；设在上侧阀座(10A)和/或下侧阀座(10B)的合计为至少3个的端口(11)-(14)；及能够转动地配置在主阀壳(10)内的主阀芯(20)，在主阀芯(20)内设有多个用于将端口间有选择地进行连通的连通路(31)-(34)，通过转动主阀芯(20)而使连通的端口之间进行切换。

Description

流路切换阀

技术领域

本发明涉及一种通过转动阀芯进行流路切换的旋转式流路切换阀，特别涉及在热泵式冷暖房系统等之中适合进行流路切换的流路切换阀。

背景技术

一般来说，房间空调、汽车空调等热泵式冷暖房系统，除了具备压缩机、室外热交换器、室内热交换器以及膨胀阀等之外，还具备作为流路(流动方向)切换部件的流路切换阀。

参照图24，对具备这种流路切换阀的热泵式冷暖房系统的一个例子进行简单说明。图示例的热泵式冷暖房系统100，形成为通过流路切换阀(四通切换阀)140来进行运转方式(冷房运转和暖房运转)的切换，基本上具备压缩机110、室外热交换器120、室内热交换器130以及膨胀阀160，在所述的压缩机110、室外热交换器120、室内热交换器130以及膨胀阀160的四者之间配置具有四个端口的流路切换阀140，该四个端口也就是吐出侧高压端口D、室外侧进出端口C、室内侧进出端口E及吸入侧低压端口S。

所述的各个器械之间通过导管(管道)等形成的流路而连接，在选择冷房运转方式时，如图24中实线箭头所表示的，流路切换阀140的吐出侧高压端口D与室外侧进出端口C连通，另外，室内侧进出端口E与吸入侧低压端口S连通。以此，冷媒被吸入到压缩机110，并且来自压缩机110的高温高压的冷媒通过流路切换阀140被导入到室外热交换器120，在那里与室外空气进行热交换而凝缩，变成高压的两相冷媒并被导入到膨胀阀160。高压冷媒被该膨胀阀160减压，减压后的低压冷媒被导入到室内热交换器130，在那里与室内空气进行热交换(冷房)而蒸发，从室内热交换器130的低温低压的冷媒通过流路切换阀140被返回到压缩机110的吸入侧。

与此相比，在选择暖房运转方式时，如图24中虚线箭头所表示的，流路切换阀140的吐出侧高压端口D与室内侧进出端口E连通，另外，室外侧进出端口C与吸入侧低压端口S连通，高温高压的冷媒从压缩机110被导入到室内热交换器130，在那里与室内空气进行热交换(暖房)而凝缩，变成高压的两相冷媒并被导入到膨胀阀160。高压冷媒被该膨胀阀160减压，减压后的低压冷媒被导入到室外热交换器120，在那里与室外空气进行热交换而蒸发，从室外热交换器120的低温低压的冷媒通过流路切换阀140被返回到压缩机110的吸入侧。

以前，作为如上所述的组装到热泵式冷暖房系统的四通切换阀，具备内设有滑动式主阀芯的阀主体(阀壳)和电磁式导阀的切换阀已众所周知(例如专利文献1)。该专利文献1所记载的流路切换阀中，在阀壳形成有吐出侧高压端口D、室外侧进出端口C、吸入侧低压端口S以及室内侧进出端口E，并且为形成所述的端口D→C和E→S，或者端口D→E和C→S的连通状态(进行流路切换)，而将滑动式主阀芯配置成能够在左右方向上滑动的形式。在阀壳的滑动式主阀芯的左右两侧设有高压室和低压室，该高压室和低压室通过导阀被导入压缩机吐出侧的高压冷媒和压缩机吸入侧的低压冷媒，并且被分别与滑动式主阀芯接合的左右一对的活塞型密封圈所划分成，利用该高压室和低压室的压力差使所述滑动式主阀芯在左右方向上滑动，以此进行上述流路切换。

另一方面，在专利文献2中，提出了具备导阀的旋动式的四通切换阀的方案。该四通切换阀通过区划片(被转动轴部单臂支撑的板状主阀芯)将圆筒状躯体部(主阀壳)内划分成2个，并且在主阀壳外周部将所述吐出侧高压端口D和吸入侧低压端口S，另外将室外侧进出端口C和室内侧进出端口E分别隔开大约180度而相对配置，通过使板状主阀芯转动进行流路切换，即分别形成以下状态：将吐出侧高压端口D与室外侧进出端口C、另外将室内侧进出端口E和吸入侧低压端口S分别连通的第一连通状态，将吐出侧高压端口D和室内侧进出端口E、另外将室外侧进出端口C和吸入侧低压端口S分别连通的第二连通状态，另外，主阀芯的转动(流路切换)是通过导阀选择性地进行向致动器(用板状体隔开成两个动作室，该板状体被板状主阀芯的转动轴部的延长轴部单臂支撑)导入或排出高压冷媒而进行的，该致动器设置在主阀壳的上侧并且是利用系统内的高压冷媒和低压冷媒的压差的流体压式致动器。

专利文献1：日本特开2009-41636号公报

专利文献2：日本特开2001-82834号公报

发明内容

在如上所述的以前的流路切换阀中，存在下述的需要解决的课题。

也就是，在专利文献1所记载的滑动式流路切换阀中存在以下问题：在内部容积较小的阀壳中高压流体(冷媒)与内壁面等碰撞，由于其流动方向发生大的变化，压力损失变大，另外，由于附带左右一对活塞型密封圈的滑动式主阀芯的滑动进行流路切换，因为粘滑运动(stick-slip)等所以滑动部分容易磨耗，随此滑动部分的密封性能恶化，阀门容易泄漏。

另外，在专利文献2所记载的旋转式流路切换阀中存在以下问题：由于是承受高压的主阀芯被单臂支撑且相对板厚受压面积大的板状体，容易发生变形(挠曲)等，强度和耐久性存在问题，并且由于应该密封的面之中包含圆筒面，再加上容易发生变形(挠曲)，密封性能容易损伤，产生阀门容易泄漏的问题。

再加上存在以下问题：在阀壳内高压流体与板状阀芯或内壁面碰撞，由于其流动方向发生大的变化，压力损失变大，另外，在主阀壳外周4个地方以大约90度间隔设有端口，所以管道的处理较麻烦，包含导阀和管道的实质占有的空间变得极大。

除上述之外，还存在以下问题：在以前的流路切换阀、特别是在上述的热泵式冷暖房系统所使用的四通切换阀中，由于在主阀壳中高温高压的冷媒和低温低压的冷媒以接近的状态(通过一张薄壁隔开的状态)流动，所以它们的主阀壳内的热交换量变大，系统效率恶化。

进一步在再加上，在专利文献2所记载的流路切换阀中，在用于使主阀芯转动(流路切换)的流体压式致动器中，与主阀芯侧同样，由于承受高压的部分是被单臂支撑在板状主阀芯的转动轴部的延长轴部、且相对板厚受压面积大的板状体，容易发生变形(挠曲)，强度和耐久性存在问题。

本发明鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种流路切换阀，能尽可能的抑制压力损失和滑动部分的磨耗，提高密封性能，使阀难以泄漏，并能确保耐高压的足够的强度且提高耐久性，另外便于管道的处理和减少占有空间等。

另外，本发明其他的目的在于提供一种流路切换阀，在热泵式冷暖房系统等的高温高压的冷媒和低温低压的冷媒流动环境下使用时，能够尽可能的减少内部热交换量。

为到达上述目的，本发明所涉及的流路切换阀，其特征在于，具备主阀和致动器，该主阀具有：通过上侧阀座和下侧阀座将其上表面开口和下表面开口进行气密封闭的筒状的主阀壳；设置在所述上侧阀座和/或所述下侧阀座的合计为至少3个的端口；以及能够转动地配置在所述主阀壳内的主阀芯，该致动器用于转动所述主阀芯，在所述主阀芯内设有多个用于将所述端口间有选择地进行连通的连通路，通过转动所述主阀芯而使连通的端口之间进行切换。

在优选的具体实施方式中，在所述主阀芯内至少设置有：将所述端口中的一个与其他一个连通的至少一个的第一连通路；以及将所述端口中的一个与另一个连通的至少一个的第二连通路，通过将所述主阀芯向一个方向转动，进行从被所述第一连通路连通的端口间向被所述第二连通路连通的端口间的流路切换，该流路切换之后通过将所述主阀芯向其他方向转动，进行从被所述第二连通路连通的端口间向被所述第一连通路连通的端口间的流路切换。

在其他优选的具体实施方式中，在所述上侧阀座和/或所述下侧阀座设有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，在所述主阀芯设有：该主阀芯位于第一转动位置时，将所述第一端口与第三端口连通的第一连通路及将所述第二端口与第四端口连通的第二连通路；所述主阀芯位于第二转动位置时，将所述第一端口与第二端口或第四端口连通的第三连通路及将所述第三端口与第四端口或第二端口连通的第四连通路。

在该情况下，在优选的具体实施方式中，在所述上侧阀座设有第一和第二端口，并且在所述下侧阀座设有第三和第四端口。

在优选的具体实施方式中，多个所述连通路中的至少一个是由整体为直线状的通路构成的。

在其他优选的具体实施方式中，多个所述连通路中的至少一个是由U字状或曲柄状的通路构成的。

优选在所述连通路的两端部突出设置有凸部，该凸部具有与所述上侧阀座和/或所述下侧阀座的所述各个端口的开口周围紧密接触的环状密封面。

优选所述主阀芯由能够一体转动并且能够上下移动的上半部和下半部两部分分割构成，在所述上半部和所述下半部之间装设有将它们相互向相反方向施力的施力部件。

在优选的实施方式中，作为所述连通路的一个，具有跨越在所述上半部和所述下半部的分割连通路，在该分割连通路中的上半部分的下端部和下半部分的上端部的一方形成有大径部，并且在另一方延伸设置有插入到所述大径部的圆筒部，在所述大径部和所述圆筒部之间装设有O型圈。

在其他优选的具体实施方式中，在所述上半部和所述上侧阀座之间以及所述下半部和所述下侧阀座之间，设有所述主阀芯转动时使该主阀芯侧的密封面从所述上侧阀座和所述下侧阀座离开的滚珠式密封面隔离机构。

在本发明所涉及的流路切换阀的优选实施方式中，例如连通端口间的4个连通路中的两个，为从始端到终端的粗细(通路直径)和各个端口的口径大约相同的直线状的通路，冷媒从端口向正下方或正上方直接流动，所以主阀(主阀芯)内的压力损失几乎不会发生。另外，其余的连通路的内部容积也能够比较变大，所以减少压力损失，总起来说，与以前的流路切换阀相比能够相当地减轻压力损失。

另外，主阀芯由上半部和下半部两部分分割构成，上半部和下半部分别独立且能够上下移动，并且在上半部和下半部之间装设有施力部件，通过该施力部件，上半部被上推其密封面被顶到上侧阀座的阀座面的各个端口周围，并且下半部被按下，其密封面被按到下侧阀座的阀座面的各个端口周围。该状况下，由于在主阀芯(上半部和下半部)侧突出设置有凸部其端面为环状密封面，与阀座面对接部分的面积为必要的最低限度，所以提高对接面压力。以此，能够确保足够的密封性能，能够有效地防止阀泄漏。

再加上，上侧阀座和下侧阀座都是平板状，所以能够将阀座面为平坦的平滑面(容易提高面的精度)，以此，与以前例子那样的在应该密封的面中包含圆筒面的情况相比，能够显著提高密封性能。

更进一步，在主阀壳的上侧阀座和下侧阀座设有所有的端口，所以管道的处理变得容易，并且能够使包含管道的实质所占有的空间变小。

再加上，通过设有滚珠式密封面隔离机构，在主阀芯转动时(流路切换中)，主阀芯的上半部被按下，并且下半部被上推，而使主阀芯侧的密封面从上侧阀座和下侧阀座的阀座面离开，所以几乎不产生滑动摩擦，所以，能使粘滑运动等难以发生，能够大幅度地抑制滑动部分的磨耗，更进一步，由于磨耗被抑制，提高了密封性能，能够有效果的抑制阀泄漏。

更进一步，本发明的流路切换阀中，能够将承受高压的主阀芯(上半部和下半部)为圆柱状，并能在其内部设置连通路，所以像以前例子中的变形(挠曲)等难以发生，能够确保足够的强度和耐久性。

再加上，在热泵式冷暖房系统等的高温高压的冷媒和低温低压的冷媒流动环境下使用本发明所涉及的流路切换阀时，由于在主阀芯内各个连通路离开较远地设置，与以前的高温高压的冷媒和低温低压的冷媒以接近的状态(通过一张薄壁隔开的状态)流动情况相比，主阀壳内的热交换量大幅度地减少，所以能够得到提高系统效率的效果。

上述内容以外的课题、构成和作用效果，通过以下实施方式得以清楚。

附图说明

图1的(A)是表示本发明所涉及的流路切换阀的第一实施例的一侧面图，(B)是(A)所示的流路切换阀的上表面侧配置图，(C)是(A)所示的流路切换阀的下表面侧配置图。

图2是图1的(B)中沿A-A线的局部断裂的其他侧面图。

图3是图1的(B)中沿B-B线的局部断裂的其他侧面图。

图4是图1的(B)中沿C-C线的主阀部分的放大剖面图。

图5是用于说明设于第一实施例的流路切换阀的密封面隔离机构的构成和动作的放大剖面图。

图6的(A)表示第一实施例的流路切换阀中主阀芯在第一转动位置状态，(1)是上表面侧配置图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图，(B)表示第一实施例的流路切换阀中主阀芯在第二转动位置状态，(1)是上表面侧配置图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图。

图7的(A)表示第一实施例的主阀芯的第一层部件在第一转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图，(B)表示第一实施例的主阀芯的第一层部件在第二转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图。

图8的(A)表示第一实施例的主阀芯的第二层部件在第一转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图，(B)表示第一实施例的主阀芯的第二层部件在第二转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图。

图9的(A)表示第一实施例的主阀芯的第三层部件在第一转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图，(B)表示第一实施例的主阀芯的第三层部件在第二转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图。

图10的(A)表示第一实施例的主阀芯的第四层部件在第一转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图，(B)表示第一实施例的主阀芯的第四层部件在第二转动位置状态，(1)是俯视图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图。

图11表示第一实施例的主阀芯的上半部和下半部分别为一体的例子，(A)表示在第一转动位置状态的剖面图，(B)表示在第二转动位置状态的剖面图。

图12表示第一实施例的主阀芯的上半部和下半部为一体的例子，(A)表示在第一转动位置状态的剖面图，(B)表示在第二转动位置状态的剖面图。

图13表示第二实施例的流路切换阀，(A)表示主阀芯在第一转动位置状态，(B)表示主阀芯从第一转动位置顺时针转动90度的第二转动位置状态，(1)是上表面侧配置图，(2)是各状态的连通路构成的概要图，(3)是下表面侧配置图。

图14的(A)是第二实施例的主阀芯在第一转动位置状态下、(1)第一层部件、(2)第二层部件、(3)第三层部件、(4)第四层部件分别的俯视图，(B)表示主阀芯在第一转动位置状态的连通路构成，(B)的(1)-(4)是(A)的(1)-(4)中沿X-X的剖面图。

图15的(A)是第二实施例的主阀芯在第二转动位置状态下、(1)第一层部件、(2)第二层部件、(3)第三层部件、(4)第四层部件分别的俯视图，(B)表示主阀芯在第二转动位置状态的连通路构成，(B)的(1)上段侧、下段侧分别是(A)的(1)中沿U-U线、V-V线的局部剖面图，(B)的(2)和(3)是(A)的(2)和(3)中沿Y-Y线的剖面图，(B)的(4)上段侧、下段侧分别是(A)的(4)中沿J-J线、K-K线的局部剖面图。

图16表示第三实施例的流路切换阀，(A)表示主阀芯在第一转动位置状态，(B)表示主阀芯在第二转动位置状态，(1)是上表面侧配置图，(2)是(1)中沿X-X线的剖面图。

图17表示本发明所涉及的流路切换阀第一实施例的致动器部分的、图2下部的局部欠缺放大图。

图18的(A)是图17所示致动器的主要部分的局部放大图，(B)是(A)所示运动变换机构的主要部分的分解立体图。

图19是图17所示的用于致动器的转动传达机构一例的概要结构图。

图20是图17所示的用于致动器的转动传达机构其他例的概要结构图。

图21是用于说明图17所示的致动器的动作的图。

图22表示图17所示的具备于致动器的四通导阀，(A)表示通电OFF时的放大剖面图，(B)表示通电ON时的放大剖面图。

图23表示本发明所涉及的流路切换阀其他实施例的局部欠缺放大图。

图24表示热泵式冷暖房系统一例的概要结构图。

标号说明

1：流路切换阀；5：主阀；7：致动器；10：主阀壳；10A：上侧阀座；10B：下侧阀座；11：第一端口；12：第二端口；13：第三端口；14：第四端口；17：座面；20：主阀芯；20A：上半部；20B：下半部；21：第一层部件；22：第二层部件；23：第三层部件；24：第四层部件；27：横断槽；29：压缩弹簧；30A：上侧转动轴部；30B：下侧转动轴部；31：第一连通路；32：第二连通路；33：第三连通路；34：第四连通路；36：凸部；37：密封面；41：第一连通路；42：第二连通路；43：第三连通路；44：第四连通路；45：滚珠式密封面隔离机构；50：主体部(致动器)；52：下表面堵塞部件；53：上表面堵塞部件；54：键槽；55：动作室；55A：动作室上部；55B：动作室下部；56：上部端口；57：下部端口；58：运动变换机构；60：受压移动体；62：密封圈；63：动作销；65：转动驱动体；72：滚珠；75：螺旋槽；76：转动驱动轴部；77：转动传达机构；80：四通导阀；82：螺线管；83：阀座块；85：柱塞；88：阀室；89：细孔；90：阀芯保持件；91：阀芯；92：阀座；93：凹部；a、b、c：端口(四通导阀)；95a、95b、95c：细管；D：吐出侧高压端口；S：吸入侧低压端口；C：室外侧进出端口；E：室内侧进出端口。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的具体实施方式进行说明。

图1表示本发明所涉及的流路切换阀的第一实施例，(A)是一侧面图，(B)是上表面侧配置图，(C)是下表面侧配置图。另外，图2、图3、图4分别是图1的(B)中沿A-A线的局部断裂的其他侧面图、沿B-B线的局部断裂的其他侧面图、沿C-C线的主阀部分的放大剖面图。

另外，在本说明书中，上下、左右、前后等位置和方向的表述是为了避免说明变得烦琐根据附图方便而附加的，并不限制实际组装在热泵式冷暖房系统等状态的位置和方向。

另外，在各附图中，至于部件之间的空隙或部件之间的间隔距离，为了容易理解发明，另外为了便于绘图，相对各构成部件的尺寸有绘制大或绘制小的情况。

(主阀的第一实施例)

图示实施例的流路切换阀1是四通切换阀，例如作为上述图24所示的热泵式冷暖房系统100的四通切换阀140而使用，具备旋转式的主阀5和流体压式的致动器(actuator)7。

以下，主要先对主阀5进行说明，之后对致动器7进行说明。

主阀5具备主阀壳10和能够转动地且能够上下移动地配置在该主阀壳10内的主阀芯20。

主阀壳10由铝或不锈钢等金属制成，具有圆筒状的躯体部10C、较厚的圆板状的上侧阀座10A、以及较厚的圆板状的下侧阀座10B，该上侧阀座10A以将该躯体部10C上表面开口气密封闭的形式被加箍固定，并进一步通过锡焊、钎焊、焊接等被固定，该下侧阀座10B以将躯体部10C下表面开口堵塞的形式，与上述上侧阀座10A同样地固定在上述躯体部10C，在上侧阀座10A的左右垂直设置由管接头构成的第一端口11和第二端口12，在下侧阀座10B的左右垂直设置由管接头构成的第三端口13和第四端口14。各个端口11-14设在同一圆周上，第一端口11和第二端口12以及第三端口13和第四端口14在俯视时设在同一位置。上侧阀座10A的下表面和下侧阀座10B的上表面为平坦且平滑的阀座面17、17。

在本实施例中，如图24所示的组装到热泵式冷暖房系统100的情况时，例如，第一端口11为与压缩机吐出侧连接的吐出侧高压端口D，第二端口12为与室内热交换器连接的室内侧进出端口E，第三端口13为与室外热交换器连接的室外侧进出端口C，第四端口14为与压缩机吸入侧连接的吸入侧低压端口S(参照图1)。

在上述主阀壳10的上侧阀座10A的下表面侧中央(主阀壳10的中心线O上)，设有将主阀芯20的上侧转动轴部30A(后述)转动自如地支撑的轴承孔15A，另外，在下侧阀座10B的下表面侧中央附近，设有向下的凹部19(后述转动传达机构70的收容部)，在该凹部19的上述中心线O上，设有将主阀芯20的下侧转动轴部30B(后述)转动自如地支撑的轴承孔15B。

另外，在下侧阀座10B下表面侧的前后，设有致动器7的主体部50和导阀80。在俯视时，上述主体部50和导阀80形成为从主阀壳10向侧方不突出的形式(容纳在下侧阀座10B直径内)。

主阀芯20由短圆柱状的上半部20A和下半部20B两部分分割构成。详细来说，上半部20A由相对厚的第一层部件21和通过焊接等与该第一层部件21下表面侧一体接合的第二层部件22构成，下半部20B由较厚的圆板状的第三层部件23和通过焊接等与该第三层部件23下表面侧一体接合的相对厚的第四层部件24构成。

在上述上半部20A(的第二层部件22)和下半部20B(的第三层部件23)之间，压缩设置有作为将它们相互向相反方向施力的施力部件的四个压缩弹簧29(参照图2)。四个压缩弹簧29以其一部分向上突出的状态装填在四个弹簧容纳孔23h内(参照图9)，该四个弹簧容纳孔23h在第三层部件23上表面侧的同一圆周上以相同角度的间隔设置。

在主阀芯20的第一层部件21上表面侧和第四层部件24下表面侧的俯视时的同一位置上，形成有通过主阀芯20中心线O(与主阀壳10共通)且剖面为矩形的横断槽27、27，在该横断槽27、27两端附近，为了将主阀芯20的上半部20A和下半部20B能够一体转动并且上下移动，如图3所示形成有两个贯穿孔26，并且在该两个贯穿孔26插入有在上下端部具有小径部25a的附带台阶的一体转动棒25。

如图2-图4所示，主阀芯20的转动轴部，分为与主阀芯20的主体部分(上半部20A、下半部20B)能够一体行动的上侧转动轴部30A和下侧转动轴部30B。上侧转动轴部30A由插入到上述轴承孔15A的枢轴部30a和嵌在上述横断槽27的剖面为矩形的角棒部30b构成。下侧转动轴部30B由插入到上述轴承孔15B的枢轴部30c、嵌在上述横断槽27的剖面为矩形的角棒部30d、和中间大径部30e构成。在角棒部30b、30d的两端附近设有插通孔，通过在该插通孔内嵌插入小径部25a，以使上述一体转动棒25固定在上侧转动轴部30A和下侧转动轴部30B上，该小径部25a设在上述一体转动棒25的上下端部。

于是，上下的转动轴部30A、30B和左右的一体转动棒25、25构成相互间能够进行若干相对移动且能够一体转动的井字形或矩形的框架体28，通过该框架体28，能够灵活地对应两部分分割构成的主阀芯20(上半部20A、下半部20B)的上下移动、倾斜、错位等。

流路切换时，主阀芯20通过后述的致动器7在正反两方向被转动，能够选择性地位于如图6的(A)所示的第一转动位置和从该第一转动位置顺时针转动60度的如图6的(B)所示的第二转动位置。

在主阀芯20，位于第一转动位置时，设有将第一端口11和第三端口13连通的第一连通路31及将第二端口12和第四端口14连通的第二连通路32，位于第二转动位置时，设有将第一端口11和第二端口12连通的第三连通路33及将第三端口13和第四端口14连通的第四连通路34。

详细来说，构成上述第一-第四连通路31-34的、设在第一-第四层部件21-24的各个通路部的上表面开口或下表面开口，配置在与第一-第四端口11-14同一圆周上，另外，其口径与各个端口11-14的口径大致相同，更进一步，第一连通路31和第二连通路32为通路径与各个端口11-14的口径大致相同。

如图7所示，在构成主阀芯上半部20A的上部的第一层部件21，以180度的间隔设有两个直线贯穿路部21A、21B，并设有两个附带横孔的通路部21C、21D，该附带横孔的通路部21C、21D的下表面开口被第二层部件22堵塞，且俯视时该附带横孔的通路部21C、21D被波状的横孔21E连接在一起。附带横孔的通路部21C、21D以180度的间隔设置，将两个合在一起会形成U字状的容积较大的连通路(第三连通路33)。直线贯穿路部21A、21B和附带横孔的通路部21C、21D的角度间隔为60度。

于是，主阀芯20位于第一转动位置时，直线贯穿路部21A、21B位于第一端口11、第二端口12的正下方，若主阀芯20从第一转动位置顺时针转动60度，直线贯穿路部21A、21B的上表面开口被上侧阀座10A堵塞，并且附带横孔的通路部21C、21D的上表面开口位于第一端口11、第二端口12的正下方。

如图8所示，在构成主阀芯上半部20A的下部的第二层部件22，以180度的间隔设有两个直线贯穿路部22A、22B。直线贯穿路部22A、22B位于第一层部件21的直线贯穿路部21A、21B的正下方。

如图9所示，在构成主阀芯下半部20B的上部的第三层部件23，以180度的间隔设有两个直线贯穿路部23A、23B。直线贯穿路部23A、23B位于第二层部件22的直线贯穿路部22A、22B的正下方。

如图10所示，在构成主阀芯下半部20B的下部的第四层部件24，与第一层部件21同样地以180度的间隔设有两个直线贯穿路部24A、24B，并设有两个附带横孔的通路部24C、24D，该附带横孔的通路部24C、24D的上表面开口被第三层部件23堵塞，且俯视时该附带横孔的通路部24C、24D被波状的横孔24E连接在一起。直线贯穿路部24A、24B位于第三层部件23的直线贯穿路部23A、23B的正下方。附带横孔的通路部24C、24D以180度的间隔设置，将两个合在一起会形成U字状的容积较大的连通路(第四连通路34)。直线贯穿路部24A、24B和附带横孔的通路部24C、24D的角度间隔为60度。

于是，主阀芯20位于第一转动位置时，直线贯穿路部24A、24B位于第三端口13、第四端口14的正上方，若主阀芯20从第一转动位置顺时针转动60度，直线贯穿路部24A、24B的下表面开口被下侧阀座10B堵塞，并且附带横孔的通路部24C、24D的下表面开口位于第三端口13、第四端口14的正上方。

由于将第一层部件21和第二层部件22这两个部件合在一起形成连通路(第三连通路33)，在剖面看时，在附带横孔的通路部21C、21D之间，向横孔21E侧鼓出的诱导部设为在与中心线O垂直的方向上比较长。通过该诱导部能够防止流体(冷媒)在U字状弯曲部分发生涡流，另外，因为横孔21E的口径和各个端口11-14的口径是大致相同的通路径，所以能够使流路的体积一样，所以主阀5内流体的膨胀或缩小不会发生，能够减少压力损失。假设在后述的不使用3D打印机通过成形品制作主阀芯上半部20A的情况下，上述连通路不得不为没有诱导部的碗形状，发生涡流，因为流路的体积不能一样，所以压力损失变大。

参照图4、图5、图7可以知道，在上述各个连通路31、32、33、34的两端部突出设置凸部36，该凸部36具有与上侧阀座10A、下侧阀座10B的阀座面17、17的各个端口11-14的开口周围紧密接触的圆环状密封面37、37。相邻的凸部36、36(的密封面37、37)被连接设置而俯视时呈眼镜状，设在第四层部件24的凸部36(的密封面37)也同样。

另外，如图4所示，第一连通路31和第二连通路32为跨越主阀芯20的上半部20A和下半部20B的分割连通路，为了确保密封性能，采用下述的方案。也就是，以第一连通路31为代表说明时，在构成第一连通路31的第二层部件22的直线贯穿路部22A下部形成有大径部22c，并且在第三层部件23的直线贯穿路部23A上端延伸设置有滑动自如地插入到上述大径部22c的圆筒状部23c，在大径部22c和圆筒状部23c之间装设有O型圈，防止该O型圈脱落的垫圈49a通过焊接与大径部22c的端部接合。第二连通路32也是同样的构成。

再加上，在本实施例中，在主阀芯20的第一层部件21和上侧阀座10A之间以及第四层部件24和下侧阀座10B之间，在主阀芯20转动时，设有使主阀芯20侧的密封面37、37从上侧阀座10A和下侧阀座10B的阀座面17、17离开的滚珠式密封面隔离机构45。

如图4、图5代表例中所示，设在第一层部件21和上侧阀座10A之间滚珠式密封面隔离机构45，具备滚珠46、收容部47及倒圆锥状的凹孔48，该收容部47使该滚珠46的一部分在上下方向突出的状态下，转动自如地并且以实质阻止移动的状态将该滚珠46进行收容，该凹孔48具有如下的尺寸形状：即、在主阀芯20的转动开始前和转动结束时，为使主阀芯20侧的密封面37不从上侧阀座10A的阀座面17离开而将从收容部47突出的上述滚珠47的一部分嵌入，在主阀芯20转动时(流路切换时)，滚珠46将主阀芯20一边按下一边滚动。另外，收容部47由圆孔47a和通过压入等方法与该圆孔47a固定的且上部变窄的筒状防脱落金属零件47b构成。

如图7和图10的(A)的(1)所示，收容上述滚珠46的收容部47在主阀芯20的第一层部件21和第四层部件24的同一圆周上分别以90度间隔设在4个地方，另外，凹孔48设在上侧阀座10A和下侧阀座10B的同一圆周上的、俯视时与上述收容部47相同的位置和从该位置顺时针转动60度离开的位置的总共8个地方。

在密封面隔离机构45，在主阀芯20的转动开始前和转动结束时，如图5的(A)所示，滚珠46的一部分嵌入到上侧阀座10A的凹孔48内。将该嵌入量(从上侧阀座10A的阀座面17至滚珠46顶部的高度)设为h。若从该状态将主阀芯20转动60度，收容部47沿周方向移动(转动)，伴随这样，如图5的(B)所示，滚珠46反抗压缩装配在上半部20A和下半部20B之间的压缩弹簧29施加的力，一边将主阀芯20(上半部20A)按下一边从凹孔48滚出来。以此，主阀芯20的密封面37从上侧阀座10A的阀座面17离开。此时，主阀芯20的按下量为上述嵌入量h。

另外，若主阀芯20转动60度，滚珠46嵌入到下一个凹孔48，所以主阀芯20(上半部20A)被压缩弹簧29施加的力上推，主阀芯20的密封面37被顶到上侧阀座10A的阀座面17。

如从上述说明可以理解的，主阀芯20位于第一转动位置时，连通第一端口11和第三端口13的第一连通路31变为由直线贯穿路部21A、22A、23A和24A构成的直线状通路，另外，连通第二端口12和第四端口14的第二连通路32变为由直线贯穿路部21B、22B、23B和24B构成的直线状通路。

与此相对，主阀芯20位于第二转动位置时，连通第一端口11和第二端口12的第三连通路33变为由设在主阀芯20上半部20A的附带横孔的通路部21C和21D构成的U字状通路，另外，连通第三端口13和第四端口14的第四连通路34变为由设在主阀芯20下半部20B的附带横孔的通路部24C和24D构成的U字状通路。

如上所述，在本实施例的流路切换阀1中，通过将主阀芯20从第一转动位置顺时针转动60度，从被第一连通路31所连通的端口11-13之间和被第二连通路32所连通的端口12-14之间，向被第三连通路33所连通的端口11-12之间和被第四连通路34所连通的端口13-14之间进行流路切换，通过将主阀芯20从第二转动位置反时针转动60度，从被第三连通路33所连通的端口11-12之间和被第四连通路34所连通的端口13-14之间，向被第一连通路31所连通的端口11-13之间和被第二连通路32所连通的端口12-14之间进行流路切换。

将本实施例的流路切换阀1组装到图24所示的热泵式冷暖房系统时，如上所述，例如，第一端口11为与压缩机吐出侧连接的吐出侧高压端口D，第二端口12为与室内热交换器连接的室内侧进出端口E，第三端口13为与室外热交换器连接的室外侧进出端口C，第四端口14为与压缩机吸入侧连接的吸入侧低压端口S。

于是，在冷房运转时，使主阀芯20位于图6的(A)所示的第一转动位置。以此，如图6的(A)的(2)中箭头所示，来自压缩机的高压冷媒向吐出侧高压端口11(D)→直线状的第一连通路31→室外侧进出端口13(C)流动，并且，来自室内热交换器的低压冷媒向室内侧进出端口12(E)→直线状的第二连通路32→吸入侧低压端口14(S)流动。

另一方面，在暖房运转时，使主阀芯20位于从第一转动位置顺时针转动60度的图6的(B)所示的第二转动位置。以此进行流路切换，如图6的(B)的(2)中箭头所示，来自压缩机的高压冷媒向吐出侧高压端口11(D)→U字状的第三连通路33→室内侧进出端口12(E)流动，并且，来自室外侧热交换器的低压冷媒向室外侧进出端口13(C)→倒U字状的第四连通路34→吸入侧低压端口14(S)流动。

在如上构成的本实施例的流路切换阀1中，第一连通路31和第二连通路32为始端到终端的粗细(通路径)与第一端口11和第二端口12的口径大约相同的直线状的通路，冷媒从第一端口11和第二端口12向正下方直接流动，所以主阀5(主阀芯20)内的压力损失几乎不会发生。另外，由两个附带横孔的通路部21C和21D、24C和24D构成的第三连通路33和第四连通路34，内部容积形成为比较大，所以减少压力损失，总起来说，与以前的流路切换阀相比能够相当地减轻压力损失。

另外，主阀芯20由上半部20A和下半部20B两部分分割构成，上半部20A和下半部20B分别独立且能够上下移动，并且在上半部20A和下半部20B之间压缩装设有压缩弹簧29，通过弹簧的弹力，上半部20A被上推，其密封面37被顶到上侧阀座10A的阀座面17的各个端口11、12周围，并且下半部20B被按下，其密封面37被按至下侧阀座10B的阀座面17的各个端口13、14周围。

该状况下，由于在主阀芯20(上半部20A和下半部20B)侧突出设置有凸部36，其端面为环状密封面37，与阀座面17对接部分的面积为必要的最低限度，所以提高了对接面压力。以此，能够确保足够的密封性能，能够有效地抑制流体(冷媒)从主阀芯20滑动面漏出的阀泄漏。

再加上，上侧阀座10A和下侧阀座10B都是平板状，所以能够将阀座面17为平坦的平滑面(容易提高面的精度)，以此，与以前例子那样的在应该密封的面中包含圆筒面的情况相比，能够显著提高密封性能。

更进一步，在主阀壳10的上侧阀座10A和下侧阀座10B设有所有的端口11-14，所以管道的处理变得容易，并且能够使包含管道的实质所占有的空间变小。

再加上，在本实施例中，通过设有滚珠式密封面隔离机构45，在主阀芯20转动时(流路切换中)，主阀芯20的上半部20A被按下，并且下半部20B被上推，而使主阀芯20侧的密封面37、37从上侧阀座10A和下侧阀座10B的阀座面17、17离开，所以几乎不产生滑动摩擦，以此，能使粘滑运动等难以发生，能够大幅度地抑制滑动部分的磨耗，更进一步，由于磨耗被抑制，提高了密封性能，能够有效果的抑制阀泄漏。

另外，专利文献1所示的以前的具有滑动式主阀芯的四通切换阀中，流路切换时，由于高压管道D和低压管道S的流路开口面积急剧地发生变化，高压冷媒一下子流入低压管道，以此发生异常声音(切换音)。为了防止发生该异常声音，有必要在冷暖房系统侧逐渐降低压缩机的频率，将高压管道D和低压管道S的压力差变为所产生的异常声音能允许程度的压差之后再进行流路切换。在本实施例的流路切换阀1中，通过滚珠式密封面隔离机构45将主阀芯从阀座面只浮起嵌入量h部分之后进行切换，从切换之后能够确保一定的流路开口面积，高压管道D和低压管道S之间的流路开口面积不会急剧地发生变化，所以能够抑制上述异常声音的发生。另外，通过适宜地改变嵌入量h，能够将流路切换时压缩机频率的降低幅度比使用专利文献1的四通切换阀的冷暖房系统小，不用进行压缩机频率降低就能进行流路的切换。

更进一步，本实施例的流路切换阀1中，由于将承受高压的主阀芯20(上半部20A和下半部20B)为圆柱状，并在其内部设置连通路31-34，所以像以前例子中的变形(挠曲)等难以发生，能够确保足够的强度或耐久性。

再加上，在热泵式冷暖房系统等的高温高压的冷媒和低温低压的冷媒流动环境下使用本实施例的流路切换阀1时，由于在主阀芯20内各个连通路31-34离开较远地设置，与以前的高温高压的冷媒和低温低压的冷媒以接近的状态(通过一张薄壁隔开的状态)流动相比，主阀壳内的热交换量大幅度的减少，所以能够得到提高系统效率的效果。

以下，对上述第一实施例的主阀芯的变形例进行说明。

图11表示第一实施例的主阀芯20的上半部20A和下半部20B分别为一体的例子。也就是，在上述实施例1中，上半部20A由第一层部件21和与其接合的第二层部件22构成，另外，下半部20B由第三层部件23和与其接合的第四层部件24构成，在本例中，使用3D打印机等将上半部20A和下半部20B分别从开始作为一体物进行制作。其他结构和上述第一实施例同样，能够获得与上述第一实施例大致同样的作用效果。

图12表示第一实施例的主阀芯20的上半部20A和下半部20B为一体的例子。也就是，使用3D打印机等将主阀芯20整体(第一-第四层部件21-24)从开始作为一体物进行制作。在该例中，由于不能设置将主阀芯20在上下方向施力的部件，所以确保所需要的密封性能会变得困难。

(主阀的第二实施例)

以下，参照图13-图15来说明本发明的第二实施例的流路切换阀2。

第二实施例的流路切换阀2只在设于上述第一实施例的主阀芯20内的连通路构成不同，其他构成大致相同，所以与第一实施例的流路切换阀1的共同部分简化或者省略图示，以下只对不同点(连通路构成)重点进行说明。另外，在图13-图15中，对于与第一实施例的流路切换阀1各部分对应的部分付与共同的符号。

图13的(A)表示主阀芯20在第一转动位置的状态，(B)表示主阀芯20在从第一转动位置顺时针转动90度的第二转动状态，(1)是上表面侧配置图，(2)是各状态的连通路构成的概要图，(3)是下表面侧配置图。

图14的(A)是第二实施例的主阀芯20在第一转动位置状态下、(1)第一层部件21、(2)第二层部件22、(3)第三层部件23、(4)第四层部件24分别的俯视图，(B)表示主阀芯20在第一转动位置状态的连通路构成，(B)的(1)-(4)是(A)的(1)-(4)中沿X-X的剖面图。

图15的(A)是主阀芯20在第二转动位置状态下、(1)第一层部件21、(2)第二层部件22、(3)第三层部件23、(4)第四层部件24分别的俯视图，(B)表示主阀芯20在第二转动位置状态的连通路构成，(B)的(1)上段侧、下段侧分别是(A)的(1)中沿U-U线、V-V线的局部剖面图，(B)的(2)和(3)是(A)的(2)和(3)中沿Y-Y线的剖面图，(B)的(4)上段侧、下段侧分别是(A)的(4)中沿J-J线、K-K线的局部剖面图。

将本实施例的流路切换阀2组装到图24所示的热泵式冷暖房系统时，与第一实施例不同，例如，第一端口11为与压缩机吐出侧连接的吐出侧高压端口D，第二端口12为与压缩机吸入侧连接的吸入侧低压端口S，第三端口13为与室外热交换器连接的室外侧进出端口C，第四端口14为与室内热交换器连接的室内侧进出端口E。

于是，在本第二实施例的流路切换阀2的主阀芯20，位于第一转动位置时，设有将第一端口11和第三端口13连通的第一连通路41及将第四端口14和第二端口12连通的第二连通路42，并且，位于从第一转动位置顺时针转动90度的第二转动位置时，设有将第一端口11和第四端口14连通的第三连通路43及将第三端口13和第二端口12连通的第四连通路44。

为了形成上述第一-第四连通路41-44，在构成主阀芯20的第一-第四层部件21-24中分别各自设置4个通路部，设在第一层部件21的4个通路部的上表面开口和设在第四层部件24的4个通路部的下表面开口，配置在与第一-第四端口11-14同一圆周上，另外，其口径与各个端口11-14的口径大致相同，更进一步，第一连通路41和第二连通路42为与各个端口11-14的口径大致相同的通路径。

在构成主阀芯上半部20A的上部的第一层部件21，与第一实施例的直线贯穿路部21A、21B同样地，以180度的间隔设有两个直线贯穿路部41A、41B。另外，如图15的(B)的(1)上段侧和下段侧所示，设有一端部开口(上表面开口41a、41c)、下表面侧整体开口的附带横孔的通路部41C、41D。附带横孔的通路部41C、41D的上表面开口41a、41c配置在从直线贯穿路部41A、41B起离开90度的位置，另外，他端部以外的下表面开口被第二层部件22堵塞，没有被第二层部件22堵塞的他端部(下表面开口41b、41d)配置在连接直线贯穿路部41A、41B中心的直线上。

于是，主阀芯20在第一转动位置时，直线贯穿路部41A、41B位于第一端口11、第二端口12的正下方，若主阀芯20从第一转动位置顺时针转动90度，直线贯穿路部41A、41B的上表面开口被上侧阀座10A堵塞，并且附带横孔的通路部41D、41C的上表面开口位于第一端口11、第二端口12的正下方。

在构成主阀芯上半部20A的下部的第二层部件22，在连接上述第一层部件21的直线贯穿路部41A、41B中心的直线上隔开预定间隔设有四个直线贯穿路部42A、42B、42C、42D。直线贯穿路部42A、42D位于第一层部件21的直线贯穿路部41A、41B的正下方。直线贯穿路部42B位于附带横孔的通路部41C的下表面开口41b的正下方，直线贯穿路部42C位于附带横孔的通路部41D的下表面开口41d的正下方。

在构成主阀芯下半部20B的上部的第三层部件23，在设于第二层部件22的四个直线贯穿路部42A、42B、42C、42D的正下方，设有四个直线贯穿路部43A、43B、43C、43D。

在构成主阀芯下半部20B的下部的第四层部件24，与第一实施例的直线贯穿路部21A、21B同样地，以180度的间隔设有两个直线贯穿路部44A、44B。另外，如图15的(B)的(4)上段侧和下段侧所示，设有一端部开口(上表面开口44a、44c)，上表面侧整体开口的附带横孔的通路部44C、44D。附带横孔的通路部44C、44D的下表面开口44a、44c配置在从直线贯穿路部41A、41B起离开90度的位置，另外，他端部以外的上表面开口被第三层部件23堵塞，没有被第三层部件23堵塞的他端部(上表面开口44b、44d)配置在连接直线贯穿路部44A、44B中心的直线上。

于是，主阀芯20在第一转动位置时，直线贯穿路部44A、44B位于第三端口13、第四端口14的正上方，若使主阀芯20从第一转动位置顺时针转动90度，直线贯穿路部44A、44B的下表面开口被下侧阀座10B堵塞，并且附带横孔的通路部44D、44C的下表面开口44c、44a位于第三端口13、第四端口14的正上方。

如从上述说明可以理解的，主阀芯20位于第一转动位置时，连通第一端口11和第三端口13的第一连通路41变为由直线贯穿路部41A、42A、43A和44A构成的直线状通路，另外，连通第四端口14和第二端口12的第二连通路42变为由直线贯穿路部41B、42D、43D和44B构成的直线状通路。

与此相对，主阀芯20位于第二转动位置时，连通第一端口11和第四端口14的第三连通路43变为由从上按照附带横孔的通路部41D→直线贯穿路部42C→直线贯穿路部43C→附带横孔的通路部44C的顺序构成的曲柄状通路。另外，连接第三端口13和第二端口12的第四连通路44变为由从下按照附带横孔的通路部44D→直线贯穿路部43B→直线贯穿路部42B→附带横孔的通路部41C的顺序构成的曲柄状通路。

如上所述，在本实施例的流路切换阀2中，通过将主阀芯20从第一转动位置顺时针转动90度，从被第一连通路41所连通的端口11-13之间和被第二连通路42所连通的端口14-12之间，向被第三连通路43所连通的端口11-14之间和被第四连通路所连通的端口13-12之间进行流路切换，通过将主阀芯20从第二转动位置反时针转动90度，从被第三连通路43所连通的端口11-14之间和被第四连通路44所连通的端口13-12之间，向被第一连通路41所连通的端口11-13之间和被第二连通路42所连通的端口14-12之间进行流路切换。

将本实施例的流路切换阀2组装到图24所示的热泵式冷暖房系统时，在冷房运转时，使主阀芯20位于图13的(A)的(1)所示的第一转动位置。以此，如图13的(A)的(2)中箭头所示，来自压缩机的高压冷媒向吐出侧高压端口11(D)→直线状的第一连通路41→室外侧进出端口13(C)流动，并且，来自室内热交换器的低压冷媒向室内侧进出端口14(E)→直线状的第二连通路42→吸入侧低压端口12(S)流动。

另一方面，在暖房运转时，使主阀芯20位于从第一转动位置顺时针转动90度的图13的(B)的(1)所示的第二转动位置。以此进行流路切换，如图13的(B)的(2)中箭头所示，来自压缩机的高压冷媒向吐出侧高压端口11(D)→曲柄状的第三连通路43→室内侧进出端口14(E)流动，并且，来自室外侧热交换器的低压冷媒向室外侧进出端口13(C)→曲柄状的第四连通路44→吸入侧低压端口12(S)流动。

在这样构成的本实施例的流路切换阀2中，能够获得与第一实施例大致同样的作用效果。

(主阀的第三实施例)

图16表示第三实施例的流路切换阀，(A)是主阀芯在第一转动位置的状态，(B)是主阀芯在第二转动位置的状态，(1)是上表面侧配置图，(2)是(1)中沿X-X的剖面图。另外，在图16中，对于与第一实施例的流路切换阀1各部分对应的部分付与共同的符号。

本第三实施例的流路切换阀3是三通切换阀，没有上述第一实施例中设在主阀壳10的第二端口12，第一层部件21和第二层部件22为一体化(因为没有形成U字状连通路(第三连通路33)的必要)，另外，删除了构成第一实施例的第二连通路32和第三连通路33的直线贯穿路部21B、22B、23B、24B和附带横孔的通路部21C、21D以及与其附随的部分。

所以，在本第三实施例的流路切换阀3中，通过将主阀芯20从第一转动位置顺时针转动60度，从被第一连通路31所连通的端口11-13之间，向被第四连通路34所连通的端口13-14之间进行流路切换，通过将主阀芯20从第二转动位置反时针转动60度，从被第四连通路34所连通的端口13-14之间，向被第一连通路31所连通的端口11-13之间进行流路切换。

在这样构成的本实施例的流路切换阀3中，虽然有三通切换阀和四通切换阀的不同，但能获得与第一实施例的四通切换阀1大致同样作用效果。

将本实施例的三通切换阀3使用在上述热泵式冷暖房系统时，作为四通切换阀使用两个该三通切换阀3进行动作，或者，使用在将冷媒或冷气、暖气供给对象的切换中(例如，向两室中的一方供给，还是向另一方供给的切换)。

(致动器的实施例)

以下，参照图17-图22，对使上述第一实施例的流路切换阀1的主阀芯20转动的致动器7进行说明。

本实施例1的致动器7是利用流通于上述主阀5的高压流体和低压流体压差的流体压式的致动器，具有设在上述主阀壳10的下侧阀座10B的一端侧的主体部50。主体部50具备：圆筒状的躯体部51；中央具有凸部52a的下表面堵塞部件52；和较厚的圆板状的且兼作密封部件和停止部件的上表面堵塞部件53，该躯体部51从下侧阀座10B向下方延伸，该下表面堵塞部件52以将该躯体部51的下表面开口气密封闭的形式被固接并被加箍固定，该上表面堵塞部件53以将该躯体部51的上表面开口封闭的形式被加箍固定，并进一步通过锡焊、钎焊、焊接等被固定，主体部50内部设有动作室55，在该动作室55收容有较厚的有底圆筒状的受压移动体60和短圆柱状的转动驱动体65，该受压移动体60和转动驱动体65构成运动变换机构58，该转动驱动体65伴随该受压移动体60上下方向的移动而能相对转动地内插在该受压移动体60内。因为对于主体部50以能够转动的形式而被支撑，转动驱动体65在动作室55内上下方向不会移动，伴随受压移动体60上下方向的移动，转动驱动体65在该受压移动体60内相对地转动(后面详述)。

在上述受压移动体60的外周下端附近装有密封圈62，该密封圈62将与动作室55的内周面之间气密封闭并且将该动作室55气密性地隔开成容积能够变化的上部55A和下部55B，另外，动作销63通过压入等方式固定在受压移动体60的外周上部，该动作销63分别镶嵌在设于躯体部51的内周上半部左右两个地方且在高度方向延伸的键槽54内。

通过上述动作销63和键槽54，受压移动体60能直线地上下移动但其转动被阻止。

另外，在图17中表示受压移动体60在最下降位置的状态(下动行程完成状态)，在图18的(A)表示受压移动体60在最上升位置的状态(上动行程完成状态)(后面详述)。

另外，在主体部50的上部设有用于向动作室上部55A导入或排出高压流体的上部端口56，并且在其底部(下表面堵塞部件52)设有用于向动作室下部55B导入或排出高压流体的下部端口57。

另外，在本实施例的致动器7中，在构成上述运动变换机构58的受压移动体60和转动驱动体65之间，为了将受压移动体60的上下移动(往复直线运动)变换成转动驱动体65的正反两方向转动运动，设有滚珠72、该滚珠72的收容部74和螺旋槽75。

详细来说，在受压移动体60设有多个(本实施例中为2个)滚珠72及其收容部74，在转动驱动体65，在其外周设有一边在周方向上弯曲一边在上下方向上延伸的多个(本实施例中为2个)螺旋槽75。收容部74通过受压移动体60上端部和经焊接等与该上端部接合的环状按压部件66，以使该滚珠72的一部分向半径方向内侧突出的状态并且转动自如地且以实质阻止移动的状态将滚珠72进行收容，上述螺旋槽75由将从该收容部74向半径方向内侧突出的滚珠72的一部分嵌入并且转动自如地紧密接触、且剖面为圆弧状的浅槽构成。

在上述转动驱动体65的中央加箍固定有转动驱动轴部76，该转动驱动轴部76与该转动驱动体65一体转动。转动驱动轴部76由下部大径部76a、与其连续的中间部76b、以及直径小的枢轴部76c构成，该下部大径部76a的下部与转动驱动体65固定，该枢轴部76c转动自如地支撑在设于下侧阀座10B下表面侧的轴承孔16。另外，从下侧起，转动驱动轴部76的下部大径部76a由插通部76aa、第一扩径部76ab和第二扩径部76ac构成，该插通部76aa穿通转动驱动体65的中央孔，该第一扩径部76ab比该插通部76aa直径扩大并且穿通上表面堵塞部件53的中央孔，该第二扩径部76ac(配置在上表面堵塞部件53和转动传达机构77的驱动臂78之间)比该第一扩径部76ab直径更进一步扩大，上表面堵塞部件53的中央孔和第一扩径部76ab之间装设有O型圈59。

将第一扩径部76ab和第二扩径部76ac形成的台阶的向下的台阶面与上表面堵塞部件53的上表面相抵接，能够防止上述转动驱动轴部76和与其固定的转动驱动体65的脱落，另外，插通部76aa和第一扩径部76ab形成的台阶的向下的台阶面作为将转动驱动体65加箍固定在转动驱动轴部76时的承接面。

在此，转动驱动体65的转动轴线Q(转动驱动轴部76)相对于主阀芯20的转动轴线O偏离，并且与主阀芯20的转动轴线O平行设置，在转动驱动轴部76和主阀芯20的下侧转动轴部30B之间设有将转动驱动体65的转动传达到主阀芯20的转动传达机构77。

除图17、图18的(A)之外再参照图19可以知道，转动传达机构77由驱动臂78和从动臂39构成，该驱动臂78的基端部连接固定在转动驱动轴部76的中间部76b，且其前端中央形成有U形卡合槽78a，该从动臂39的基端部连接固定在上述主阀芯20的下侧转动轴部30B的枢轴部30c，并且在其前端附近向下方垂直设置有与上述U形卡合槽78a滑动自如地卡合的卡合销79。

在如此构成的转动传达机构77中，若转动驱动轴部76转动，驱动臂78与其一体地转动(摇动)，伴随这样，从动臂39的前端附近(卡合销79)被带着转到驱动臂78的前端附近(U形卡合槽78a)，以此，下侧转动轴部30B和主阀芯20转动。此时，在本实施例中，从动臂39的转动角度θ为60度，是如上所述的主阀芯20进行流路切换所必要的转动角度。上述转动角度θ通过受压移动体60上下移动的行程长度或驱动臂78和从动臂39的杆比(杠杆率)等来设定。另外，在图17、图18的(A)和后述图21的(A)-(D)中，表示的是驱动臂78和从动臂39转动中途的状态。

另外，作为转动传达机构，也可以是如图20所示的、由连接固定在转动驱动轴部76的驱动齿轮97，和连接固定在下侧转动轴部30B且与上述驱动齿轮97咬合的从动齿轮98构成等的。

以下，对致动器7主体部50内的动作进行说明(对于四通导阀80的构成和利用其的动作将在后面叙述)。

图17和图21的(A)表示通过上部端口56向动作室上部55A导入高压流体(高压冷媒)，并且通过下部端口57从动作室下部55B排出高压流体的状态。若向动作室上部55A导入高压流体，高压流体会流到比装设在受压移动体60的密封圈62更上方且比上表面堵塞部件53更下方的空间(动作室上部55A)的每个角落，也就是，高压流体通过受压移动体60的内周面和转动驱动体65的外周面之间形成的间隙，遍及到受压移动体60的底面和转动驱动体65的下表面之间的部分、及主体部50的躯体部51的内周面和受压移动体60的外周面之间形成的间隙部分等，所以受压移动体60上表面侧的受压面积和下表面侧的受压面积相等。

在这样的构成下，在图17和图21的(A)表示的状态，若通过下部端口57向动作室下部55B导入高压流体，并且通过上部端口56从动作室上部55A排出高压流体，与动作室上部55A相比动作室下部55B为高压，所以受压移动体60被向上推，受压移动体60的动作销63一边被键槽54诱导，受压移动体60一边笔直的向上移动，伴随此，运动变换机构58的滚珠72也一边转动一边笔直的向上移动。此时，螺旋槽75被嵌入在螺旋槽75内的滚珠72的部分向周方向按压，转动驱动体65朝一方向(此处为顺时针方向)转动。于是，若受压移动体60的上端(环状按压部件66)与上表面堵塞部件53相抵接，受压移动体60的向上移动则停止，转动驱动体65的转动也停止。以下，将该行程称为上动行程，将图21的(B)所示的状态(受压移动体60在最上升位置的状态)称为上动行程完成状态。

与此相对，如图21的(C)、(D)所示，在上述上动行程完成状态中，若通过上部端口56向动作室上部55A导入高压流体，并且通过下部端口57从动作室下部55B排出高压流体，与动作室下部55B相比动作室上部55A为高压，所以受压移动体60被向下按，受压移动体60的动作销63一边被键槽54诱导，受压移动体60一边笔直的向下移动，伴随此，运动变换机构58的滚珠72也一边转动一边笔直的向下移动。此时，螺旋槽75被嵌入在螺旋槽75内的滚珠72的部分向周方向按压，转动驱动体65向其他方向(此处为反时针方向)转动。于是，若受压移动体60的下端与下表面堵塞部件52的凸部52a相抵接，受压移动体60的向下移动则停止，转动驱动体65的转动也停止。以下，将该行程称为下动行程，将图21的(D)所示的状态(受压移动体60在最下降位置的状态)称为下动行程完成状态。

在上述上动行程完成状态，通过使受压移动体60位于下动行程，主阀芯20从第一转动位置向第二转动位置转动，进行如上所述的流路切换，与此相反，在上述下动行程完成状态，通过使受压移动体60位于上动行程，主阀芯20从第二转动位置向第一转动位置转动，进行如上所述的流路切换。

在本实施例中，通过与上述上部端口56和下部端口57、以及作为高压部分的主阀壳10内部和作为低压部分的第四端口14(吸入侧低压端口S)连接的电磁式四通导阀80而进行上述流路切换、也就是上动行程和下动行程的切换。

四通导阀80，其构造本身已是周知的，如图22所示，具有：在与上述主阀壳10的下侧阀座10B下表面侧的致动器7的主体部50相反侧向下方延伸并且下表面开口的圆筒状的阀盒部81；以将该阀盒部81的下表面开口气密封闭的形式通过钎焊、加箍等固定的螺线管(solenoid)82；以及通过压入、加箍等方式气密性地安装在该阀盒部81的侧面部、并且其内端面为阀座(座面)92的有底筒形的阀座块83。

阀盒部81内部为阀室88，该阀室88通过贯穿设置在下侧阀座10B的细孔89而与作为高压部分的主阀壳10内部连通。螺线管82具备通电励磁用的线圈82a；覆盖该线圈82a外周的覆盖箱82b；配置在线圈82a内周侧且通过螺栓82c固定在覆盖箱82b的吸引子84；以及与该吸引子84对向配置的柱塞85等。柱塞85滑动自如地嵌插在圆筒状的诱导管86内，该诱导管86的下部配置在线圈82a和吸引子84之间。诱导管86的下端通过焊接等而固定在吸引子84的外周段丘部，其上端锷状部通过焊接、钎焊、加箍等气密性的安装在阀盒部81。

另外，在吸引子84和柱塞85之间压缩地装设有压缩弹簧87，该压缩弹簧87将柱塞85向从吸引子84离开的方向(在图中，为上方)施力。

在与柱塞85的吸引子84侧相反侧的端部，阀芯保持件90通过将其基端部与安装部件96一起压入、加箍等而被安装固定，该阀芯保持件90在其自由端侧以在厚度方向上能够滑动的形式保持阀芯91。阀芯保持件90上安装有将阀芯91向阀座92按压方向(厚度方向)施力的板状弹簧94。阀芯91形成为伴随柱塞85的上下移动而将阀座92的座面滑动的形式。

在上述阀座92，从上依次设有端口a、端口b和端口c，另外，在阀芯91设有凹部93，该凹部93将上述端口a和端口b及端口b和端口c能够有选择地连通，并且在厚度方向下凹。在阀座块83，以只与端口a连通的形式气密性地插设有细管95a的一端部、以只与端口b连通的形式气密性地插设有细管95b的一端部、以只与端口c连通的形式气密性地插设有细管95c的一端部。

细管95a的他端部通过主体部50的上部端口56与动作室上部55A连接，细管95b的他端部与作为低压部分的第四端口14(吸入侧低压端口S)连接，细管95c的他端部通过主体部50的下部端口57与动作室下部55B连接。

在上述构成的四通导阀80，将向螺线管82的通电为OFF时，如图22的(A)所示，柱塞85由于压缩弹簧87的施力，其上端被上推到与阀座块83抵接的位置。在此状态，阀芯91位于端口a和端口b上，通过其凹部93将端口a和端口b连通，并且端口c和阀室88连通，所以主阀壳10内的高压流体通过细孔89→阀室88→端口c→细管95c→下部端口57被导入到动作室下部55B，同时动作室上部55A的高压流体向上部端口56→细管95a→端口a→凹部93→端口b→细管95b→第四端口14(吸入侧低压端口S)流动并被排出。

与此相对，将向螺线管82的通电为ON时，如图22的(B)所示，柱塞85由于吸引子84的吸引力，其下端被拉到与吸引子84抵接的位置。在此状态，阀芯91位于端口b和端口c上，通过其凹部93将端口b和端口c连通，并且端口a和阀室88连通，所以主阀壳10内的高压流体通过细孔89→阀室88→端口a→细管95a→上部端口56被导入到动作室上部55A，同时动作室下部55B的高压流体向下部端口57→细管95c→端口c→凹部93→端口b→细管95b→第四端口14(吸入侧低压端口S)流动并被排出。

所以，若将向螺线管82的通电为OFF，位于上动行程，主阀芯20从第二转动位置向第一转动位置转动，进行如上所述的流路切换，另一方面，若将向螺线管82的通电为ON，位于下动行程，主阀芯20从第一转动位置向第二转动位置转动，进行如上所述的流路切换。

像这样，在本实施例的流路切换阀1中，通过向电磁式四通导阀80的通电ON、OFF而进行切换，利用流通在主阀10内的高压流体和低压流体的压差使主阀芯20转动，所以与通过电动马达等将主阀芯20转动的情况相比，能够实现降低成本、降低消费电力、节省能源等。另外，通过本实施例的致动器7的流路切换，比通过电动马达加上减速机而进行的流路切换更快速。

另外，使主阀芯20转动的致动器7为通过流体压使受压移动体60上下移动而将该上下移动变换为旋转运动传达到主阀芯20的构成，与以前例子的承受高压的部分被单臂支撑在主阀芯的转动轴部的延长轴部、且相对板厚受压面积大的板状体的情况相比，使承受高压的部分(受压移动体60)能够确保足够的强度，能够提高耐久性，并且由于确保了足够强度，能够使受压面积变大，所以能够可靠且迅速地进行流路切换。

再加上，作为将直线运动变换为旋转运动的机构，一般知道滚珠丝杠机构，通常的滚珠丝杠机构使用多个滚珠，返回构造也是必要的，所以与本实施例的运动变换机构58相比，构造复杂并且价格高，另外，由于没有考虑高温高压环境下的使用，组装到热泵式冷暖房系统的流路切换阀的采用困难。与此相对，具备本实施例的运动变换机构58的流体压式的致动器，零件数量少，是非常简单的结构，所以成本上有优势，并且能够容易采用在高温高压环境下使用的对策(将受压移动体60的厚度加厚等)，所以，本实施例的流路切换阀1，特别是作为组装到热泵式冷暖房系统等高温高压环境下的流路切换阀，在成本效益上非常优秀。

(致动器的变形例)

图23表示致动器的变形例。图示例的致动器8在基本构成上与上述致动器7同样，具备主体部50、运动变换机构58(受压移动体60、转动驱动体65、滚珠72、收容部74、螺旋槽75)、上部端口56、下部端口57和四通切换阀导阀80等(符号相同)，但是在本例的致动器8中，转动驱动体65的驱动轴部和主阀芯20的转动轴部配置在相同的轴线上，主阀芯20和转动驱动体65一体地转动。

详细来说，转动驱动体65通过压入、加箍等从外部镶嵌固定在主阀芯20的下侧转动轴部30B，转动驱动体65的转动直接传达到主阀芯20。所以，在本实施例2中，致动器7的转动传达机构77不再需要，另外，通过下侧阀座10B的下表面10e将受压移动体60的向上移动停止，所以致动器7的上表面堵塞部件53也不再需要。所以，结构简单化，在成本上有利。

另外，本发明所涉及的流路切换阀不只热泵式冷暖房系统，当然还可以组装到其他的系统、装置、机器之类中。

另外，作为主阀壳10、主阀芯20、受压移动体60、转动驱动体65等的材料，使用铝或不锈钢等，但并不局限于此，其他金属、树脂等的只要是能够承担导入流体压力的材料都可以。

Claims (17)

1.一种流路切换阀，其特征在于，具备主阀和致动器，该主阀具有：通过上侧阀座和下侧阀座将其上表面开口和下表面开口进行气密封闭的筒状的主阀壳；设置在所述上侧阀座和/或所述下侧阀座的合计为至少3个的端口；以及能够转动地配置在所述主阀壳内的主阀芯，该致动器用于转动所述主阀芯，

在所述主阀芯内设有多个用于将所述端口间有选择地进行连通的连通路，通过转动所述主阀芯而使连通的端口之间进行切换。

2.根据权利要求1所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述主阀芯内至少设置有：将所述端口中的一个与其他一个连通的至少一个的第一连通路；以及将所述端口中的一个与另一个连通的至少一个的第二连通路，通过将所述主阀芯向一个方向转动，进行从被所述第一连通路连通的端口间向被所述第二连通路连通的端口间的流路切换，该流路切换之后通过将所述主阀芯向其他方向转动，进行从被所述第二连通路连通的端口间向被所述第一连通路连通的端口间的流路切换。

3.根据权利要求1或2所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述上侧阀座和/或所述下侧阀座设有第一端口、第二端口、第三端口和第四端口，

在所述主阀芯设有：该主阀芯位于第一转动位置时，将所述第一端口与第三端口连通的第一连通路及将所述第二端口与第四端口连通的第二连通路；所述主阀芯位于第二转动位置时，将所述第一端口与第二端口或第四端口连通的第三连通路及将所述第三端口与第四端口或第二端口连通的第四连通路。

4.根据权利要求3所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述上侧阀座设有第一端口和第二端口，并且在所述下侧阀座设有第三端口和第四端口。

5.根据权利要求1、2、4中任一项所述的流路切换阀，其特征在于，

多个所述连通路中的至少一个是由整体为直线状的通路构成的。

6.根据权利要求1、2、4中任一项所述的流路切换阀，其特征在于，

多个所述连通路中的至少一个是由U字状或曲柄状的通路构成的。

7.根据权利要求1、2、4中任一项所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述连通路的两端部突出设置有凸部，该凸部具有与所述上侧阀座和/或所述下侧阀座的各个所述端口的开口周围紧密接触的环状密封面。

8.根据权利要求1、2、4中任一项所述的流路切换阀，其特征在于，

所述主阀芯由能够一体转动并且能够上下移动的上半部和下半部两部分分割构成，在所述上半部和所述下半部之间装设有将它们相互向相反方向施力的施力部件。

9.根据权利要求8所述的流路切换阀，其特征在于，

作为所述连通路的一个，具有跨越在所述上半部和所述下半部的分割连通路，在该分割连通路中的上半部分的下端部和下半部分的上端部的一方形成有大径部，并且在另一方延伸设置有插入到所述大径部的圆筒部，在所述大径部和所述圆筒部之间装设有O型圈。

10.根据权利要求9所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述上半部和所述上侧阀座之间以及所述下半部和所述下侧阀座之间，设有所述主阀芯转动时使该主阀芯侧的密封面从所述上侧阀座和所述下侧阀座离开的滚珠式密封面隔离机构。

11.根据权利要求10所述的流路切换阀，其特征在于，

所述滚珠式密封面隔离机构具备滚珠、收容部及凹孔，该收容部使该滚珠的一部分在上下方向突出的状态下，转动自如地并且以实质阻止移动的状态将该滚珠进行收容，该凹孔具有如下尺寸形状：即、在所述主阀芯的转动开始前和转动结束时，为使所述主阀芯侧的密封面不从所述上侧阀座和所述下侧阀座离开而将从所述收容部突出的所述滚珠的一部分嵌入，在所述主阀芯转动时，所述滚珠将所述上半部按下并且将所述下半部一边上推一边滚动，

所述滚珠和所述收容部设在所述上半部和所述下半部的同一圆周上的两个地方以上，并且所述凹孔设在所述上侧阀座和所述下侧阀座的同一圆周上的、俯视时与所述收容部相同的位置和所述主阀芯在流路切换时从该位置按转动的角度离开的位置。

12.根据权利要求1、2、4、9、10、11中任一项所述的流路切换阀，其特征在于，

所述致动器具有主体部，该主体部设有将供给所述主阀的高压流体导入的动作室，在所述动作室设有利用所述高压流体的压力将往复直线运动变换为正反两方向转动运动的运动变换机构。

13.根据权利要求12所述的流路切换阀，其特征在于，

所述运动变换机构具有受压移动体和转动驱动体，该受压移动体在其转动被阻止的状态下以能够上下移动的方式收容在所述动作室，该转动驱动体与该受压移动体的上下移动对应且以能够相对转动的方式内插或外插在该受压移动体，在所述受压移动体和转动驱动体中的一方设有滚珠；以及使该滚珠的一部分在半径方向突出的状态下、转动自如地并且以实质阻止移动的状态将该滚珠进行收容的收容部，在另一方设有螺旋槽，该螺旋槽嵌入有从所述收容部向半径方向突出的所述滚珠的一部分并且一边在周方向上弯曲一边在上下方向上延伸。

14.根据权利要求13所述的流路切换阀，其特征在于，

在所述受压移动体的外周装有密封圈，该密封圈将与所述动作室的内周面之间进行气密封闭并且将所述动作室隔开成容积能够变化的上部和下部，在所述主体部设有用于向所述动作室上部导入或排出高压流体的上部端口，并且设有用于向所述动作室下部导入或排出高压流体的下部端口。

15.根据权利要求14所述的流路切换阀，其特征在于，

所述致动器构成为能够有选择地位于上动行程和下动行程，该上动行程是通过所述下部端口向所述动作室下部导入高压流体，并且通过所述上部端口从所述动作室上部排出高压流体，以此使所述受压移动体向上移动且使所述转动驱动体向一方向转动，该下动行程是通过所述上部端口向所述动作室上部导入高压流体，并且通过所述下部端口从所述动作室下部排出高压流体，以此使所述受压移动体向下移动且使所述转动驱动体向其他方向转动。

16.根据权利要求15所述的流路切换阀，其特征在于，

通过与所述上部端口和所述下部端口、及所述主阀的高压部分和低压部分连接的四通导阀，进行所述上动行程和所述下动行程的切换。

17.根据权利要求16所述的流路切换阀，其特征在于，

所述致动器的主体部和所述四通导阀设在所述上侧阀座的上表面侧或所述下侧阀座的下表面侧。