JP2016191403A - 流路切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】配管を含めた全体の体格や占有スペースを小さくしてコンパクトに纏めることができ、流路切換を確実かつ迅速に行うことのできる流路切換弁を提供する。
【解決手段】上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂによりその上面開口及び下面開口が気密的に封止された筒状の主弁ハウジング１０、及び主弁ハウジング内に回動可能に配在された主弁体２０を有する主弁５と、主弁体を回動させるべく、主弁ハウジングの外側に、作動室及びベーン回転駆動体６０を含む本体部５０が配設された流体圧式のアクチュエータ７とを備え、弁シートに合計で少なくとも３個のポート１１〜１４が設けられ、主弁体内に前記ポート間を選択的に連通するための複数本の連通路３１、３２が設けられ、主弁内の高圧部分と低圧部分との差圧を利用して作動室内でベーン回転駆動体を回動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされている。
【選択図】図４

Description

本発明は、弁体を回転させることにより流路切換を行うロータリー式の流路切換弁に係り、特に、ヒートポンプ式冷暖房システム等において流路切換を行うのに好適な流路切換弁に関する。

一般に、ルームエアコン、カーエアコン等のヒートポンプ式冷暖房システムは、圧縮機、室外熱交換器、室内熱交換器、及び膨張弁等に加えて、流路（流れ方向）切換手段としての流路切換弁を備えている。

この流路切換弁を備えたヒートポンプ式冷暖房システムの一例を図２０を参照しながら簡単に説明する。図示例のヒートポンプ式冷暖房システム１００は、運転モード（冷房運転と暖房運転）の切り換えを流路切換弁（四方切換弁）１４０で行うようになっており、基本的には、圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、室内熱交換器１３０、及び膨張弁１６０を備え、前記の圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、室内熱交換器１３０、及び膨張弁１６０の四者の間に４つのポート、すなわち、吐出側高圧ポートＤ、室外側入出ポートＣ、室内側入出ポートＥ、及び吸入側低圧ポートＳを有する流路切換弁１４０が配在されている。

前記各機器間は導管（パイプ）等で形成される流路で接続されており、冷房運転モードが選択されたときには、図２０において実線矢印で示される如くに、流路切換弁１４０の吐出側高圧ポートＤが室外側入出ポートＣに、また、室内側入出ポートＥが吸入側低圧ポートＳにそれぞれ連通せしめられる。これにより、冷媒が圧縮機１１０に吸入されるとともに、圧縮機１１０から高温高圧の冷媒が流路切換弁１４０を介して室外熱交換器１２０に導かれ、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁１６０に導入される。この膨張弁１６０により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、室内熱交換器１３０に導入され、ここで室内空気と熱交換（冷房）して蒸発し、室内熱交換器１３０からは低温低圧の冷媒が流路切換弁１４０を介して圧縮機１１０の吸入側に戻される。

それに対し、暖房運転モードが選択されたときには、図２０において破線矢印で示される如くに、流路切換弁１４０の吐出側高圧ポートＤが室内側入出ポートＥに、また、室外側入出ポートＣが吸入側低圧ポートＳにそれぞれ連通せしめられ、圧縮機１１０から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１３０に導かれ、ここで室内空気と熱交換（暖房）して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁１６０に導入される。この膨張弁１６０により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器１２０に導入され、ここで室外空気と熱交換して蒸発し、室外熱交換器１２０からは低温低圧の冷媒が流路切換弁１４０を介して圧縮機１１０の吸入側に戻される。

前記した如くのヒートポンプ式冷暖房システムに組み込まれる四方切換弁として、従来、スライド式主弁体を内蔵する弁本体（弁ハウジング）と、電磁式のパイロット弁とを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に所載の流路切換弁は、弁ハウジングに、吐出側高圧ポートＤ、室外側入出ポートＣ、吸入側低圧ポートＳ、及び室内側入出ポートＥが形成されるとともに、前記したポートＤ→Ｃ及びＥ→Ｓ、又は、ポートＤ→Ｅ及びＣ→Ｓの連通状態を作り出す（流路切換を行う）べくスライド式主弁体が左右方向に摺動可能に配在されている。弁ハウジングにおけるスライド式主弁体の左右には、パイロット弁を介して圧縮機吐出側の高圧冷媒及び圧縮機吸入側の低圧冷媒が導入される、それぞれスライド式主弁体に結合された左右一対のピストン型パッキンにより画成される高圧室及び低圧室が設けられ、この高圧室と低圧室の圧力差を利用して前記スライド式主弁体を左右方向に摺動させることで前記流路切換を行うようにされている。

一方、特許文献２には、パイロット弁を備えたロータリー式の四方切換弁が提案されている。この四方切換弁は、円筒状胴体（主弁ハウジング）内を区劃片により２つに区画するとともに、主弁ハウジングの外周部に前記吐出側高圧ポートＤと吸入側低圧ポートＳとを、また、室外側入出ポートＣと室内側入出ポートＥとを、それぞれ１８０°前後離して対向配置させ、板状主弁体を回転させることにより、流路切換、すなわち、吐出側高圧ポートＤが室外側入出ポートＣに、また、室内側入出ポートＥが吸入側低圧ポートＳにそれぞれ連通する第１連通状態と、吐出側高圧ポートＤが室内側入出ポートＥに、また、室外側入出ポートＣが吸入側低圧ポートＳにそれぞれ連通する第２連通状態とを作り出すようにされ、また、主弁体の回転（流路切換）は、その主要部が主弁ハウジングの上側に設けられた、システム内の高圧冷媒と低圧冷媒の差圧を利用した流体圧式のアクチュエータで行うようになっている。

このような流体圧式のアクチュエータは、よく知られた構成のもので、例えば、平面視扇形状の作動室、及び、この作動室を容積可変の左室と右室とに仕切る板状体（ベーン部）と主弁体の回転軸部から延長された回転駆動軸部とを持つベーン回転駆動体を備え、前記左室と右室への高圧冷媒の導入・排出をパイロット弁で選択的に行うことにより、ベーン回転駆動体及び主弁体を回動させて前記流路切換を行うようになっている。

特開２００９−４１６３６号公報 特開２００１−８２８３４号公報

前記した如くの従来の流路切換弁においては、次のような解決すべき課題がある。

すなわち、特許文献１に所載のスライド式の流路切換弁では、内容積が比較的小さな弁ハウジング内において高圧流体（冷媒）が内壁面等に衝突するとともに、その流れ方向が大きく変わるので、圧力損失が大きくなる嫌いがある。

また、特許文献２に所載のロータリー式の流路切換弁においても、主弁ハウジング内において高圧流体が板状主弁体や内壁面に衝突するとともに、その流れ方向が大きく変わるので、圧力損失が大きくなり、さらに、高圧を受ける主弁体が片持ち支持された、板厚に対して受圧面積の大きな板状体であるので、変形（撓み）等が生じやすく、強度や耐久性に劣るという懸念もある。

また、主弁ハウジングの外周４箇所に概ね９０°間隔でポートが設けられるので、配管の取り回しが厄介であるとともに、配管を含めた流路切換弁全体の体格や占有スペースが極めて大きくなる嫌いがあり、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等が高くなるという問題がある。

上記に加え、従来の流路切換弁、特に、前記したヒートポンプ式冷暖房システムに使用される四方切換弁では、主弁ハウジング内において高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接した状態（薄壁一枚を隔てた状態）で流されるので、それらの主弁ハウジング内での熱交換量が大きくなって、システムの効率が悪くなるという問題もある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、圧力損失や摺動部分の摩耗を可及的に抑えることができ、シール性を向上させ得て、弁洩れし難くできるとともに、配管を含めた全体の体格や占有スペースを小さくしてコンパクトに纏めることができ、流路切換を確実かつ迅速に行うことのできる流路切換弁を提供することにある。

また、本発明の他の目的とするところは、ヒートポンプ式冷暖房システム等の高温高圧の流体と低温低圧の流体が流される環境で使用される場合において、内部熱交換量を可及的に低減し得るようにされた流路切換弁を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る流路切換弁は、基本的には、上側弁シート及び下側弁シートによりその上面開口及び下面開口が気密的に封止された筒状の主弁ハウジング、及び該主弁ハウジング内に回動可能に配在された主弁体を有する主弁と、前記主弁体を回動させるべく、前記主弁ハウジングの外側に、作動室及びベーン回転駆動体を含む本体部が配設された流体圧式のアクチュエータとを備え、前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートに合計で少なくとも３個のポートが設けられ、前記主弁体内に前記ポート間を選択的に連通するための複数本の連通路が設けられ、前記主弁内の高圧部分と低圧部分との差圧を利用して前記作動室内で前記ベーン回転駆動体を回動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記主弁体内に、少なくとも、前記ポートのうちの一つと他の一つとを連通させ得る少なくとも一つの第１連通路と、前記ポートのうちの一つと別の一つとを連通させ得る少なくとも一つの第２連通路とが設けられ、前記主弁体を一方向に回転させることにより、前記第１連通路により連通するポート間から前記第２連通路により連通するポート間への流路切換が行われ、該流路切換後に前記主弁体を他方向に回転させることにより、前記第２連通路により連通するポート間から前記第１連通路により連通するポート間への流路切換が行われるようにされる。

他の好ましい態様では、前記上側弁シートに第１及び第２ポートが設けられるとともに、前記下側弁シートに第３及び第４ポートが設けられ、前記主弁体に、該主弁体が第１の回転位置をとるとき、前記第１ポートと第３ポートとを連通させる第１連通路及び前記第２ポートと第４ポートとを連通させる第２連通路が設けられるとともに、前記主弁体が第２の回転位置をとるとき、前記第１ポートと第２ポートとを連通させる第３連通路及び前記第３ポートと第４ポートとを連通させる第４連通路が設けられる。

好ましい態様では、前記複数本の連通路のうちの少なくとも１本は、全体が直線状の通路で構成される。

他の好ましい態様では、前記複数本の連通路のうちの少なくとも１本は、Ｕ字状又はクランク状の通路で構成される。

前記連通路の両端部に、好ましくは、前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートにおける前記各ポートの開口周りに密接する環状シール面を持つ凸部が突設される。

前記主弁体は、好ましくは、一体回動可能かつ上下動可能な上半部と下半部との二分割構成とされ、前記上半部と前記下半部との間に、それらを相互に逆方向に付勢する付勢手段が介装される。

好ましい態様では、前記連通路の一つとして、前記上半部と前記下半部とに跨がる分割連通路を有し、該分割連通路のうちの上半部分の下端部及び下半部分の上端部の一方に大径部が形成されるとともに、他方に前記大径部に挿入される円筒部が延設され、前記大径部と前記円筒部との間にシール部材が介装される。

他の好ましい態様では、前記上半部と前記上側弁シートとの間及び前記下半部と前記下側弁シートとの間に、前記主弁体の回転時において、該主弁体側のシール面を前記上側弁シート及び前記下側弁シートから離れさせるボール式シール面離隔機構が設けられる。

他の好ましい態様では、前記アクチュエータは、前記主弁に供給される高圧流体が導入される平面視扇形状の作動室が設けられた本体部を有し、該作動室を、容積可変の左室と右室とに気密的に仕切るようにベーン部と回転駆動軸部とを持つベーン回転駆動体が配在され、該ベーン回転駆動体の前記回転駆動軸部に前記主弁体の上半部及び下半部が一体回動するように連結され、前記左室に高圧流体を導入・排出するための左室ポートが設けられるとともに、前記右室に高圧流体を導入・排出するための右室ポートが設けられる。

この場合、好ましい態様では、前記左室に前記左室ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記右室から前記右室ポートを介して高圧流体を排出することにより、前記ベーン回転駆動体並びに前記主弁体の上半部及び下半部を時計回りに所定角度回転させる時計回り行程と、前記右室に前記右室ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記左室から前記左室ポートを介して高圧流体を排出することにより、前記ベーン回転駆動体並びに前記主弁体の上半部及び下半部を反時計回りに前記所定角度回転させる反時計回り行程とを選択的にとり得るように構成される。

好ましい態様では、前記時計回り行程により、前記主弁体が第１の回転位置から第２の回転位置へと回転して流路切換が行われ、前記反時計回り行程により、前記主弁体が第２の回転位置から第１の回転位置へと回転して流路切換が行われるようにされる。

他の好ましい態様では、前記流路切換を、前記左室ポートと前記右室ポート、及び、前記主弁の高圧部分と低圧部分とに接続された四方パイロット弁により行うようにされる。

前記アクチュエータの本体部及び前記四方パイロット弁は、好ましくは、前記上側弁シートの上面側又は前記下側弁シートの下面側に設けられる。

好ましい態様では、前記回転駆動軸部と前記主弁体の回転軸部とが共通の軸線上に配置されて、前記主弁体と前記ベーン回転駆動体とが一体的に回動するようにされる。

本発明に係る流路切換弁では、主弁体（上半部、下半部）を回動させるためのアクチュエータの本体部が主弁ハウジングの外側に設けられ、そのアクチュエータは、パイロット弁への通電をＯＮ／ＯＦＦで切り換えることで、主弁内を流通する高圧流体と低圧流体との差圧を利用して主弁体を回動させるようにされているので、配管を含めた流路切換弁全体の体格や占有スペースを小さくコンパクトに纏めることができ、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等を低く抑えることができるとともに、電動モータ等で主弁体を回動させる場合に比べて、コスト削減、消費電力の低減、省エネ化等を図ることができる。

上記に加え、本発明に係る流路切換弁においては、主弁ハウジングの上側弁シート及び下側弁シートに全てのポートが設けられるので、例えば、ポート間を連通する４本の連通路のうちの２本は、始端から終端までの太さ（通路径）を各ポートの口径と略同じ直線状の通路として、流体をポートから真下もしくは真上にストレートに流すことができ、そのため、主弁（主弁体）内での圧力損失の発生を効果的に抑制できる。また、残りの連通路も、始端から終端まで実効通路面積をさほど変化しないようにできるとともに、流体を滑らかに流せる形状とすることができ、さらに内容積を比較的大きくできるので、圧力損失が軽減され、トータルでは従来の流路切換弁に比べて圧力損失を相当軽減できる。

また、高圧を受ける主弁体を円柱状とでき、その内部に連通路を設けることができるので、従来例のように、高圧を受ける主弁体が片持ち支持された、板厚に対して受圧面積の大きな板状体であるものに比べて、変形（撓み）等は生じ難く、十分な強度や耐久性を確保できる。

加えて、シールすべき面、すなわち、流路切換時に主弁体（の上半部及び下半部）が摺接する部分である上側弁シート及び下側弁シートは、平板状とされるので、シールすべき面を平坦な平滑面とする（容易に面精度を上げる）ことができ、これによっても、従来例のようにシールすべき面に円筒面を含んでいるものに比べて、シール性を格段に向上できる。

さらに、主弁ハウジングの上側弁シート及び下側弁シートに全てのポートが設けられることから、配管の取り回しが容易となるとともに、配管を含めた実質的な占有スペースを小さくできる。

また、主弁体が上半部と下半部との二分割構成とされ、上半部と下半部はそれぞれ独立して上下動できるようにされるとともに、上半部と下半部との間に付勢手段が介装されているので、その付勢力により、上半部は押し上げられてそのシール面が上側弁シートの弁シート面における各ポート周りに押し付けられるとともに、下半部は押し下げられてそのシール面が下側弁シートの弁シート面における各ポート周りに押し付けられる。この場合、主弁体（上半部と下半部）側に凸部が突設されてその端面が環状シール面とされていることから、弁シート面に対接する部分の面積が必要最小限とされ、そのため、対接面圧が高められる。これにより、十分なシール性を確保できて、弁洩れを効果的に抑制できる。

さらに加えて、ボール式シール面離隔機構が設けられることにより、主弁体の回転時（流路切換中）には、主弁体の上半部が押し下げられるとともに、下半部が押し上げられて、主弁体側のシール面が上側弁シート及び下側弁シートの弁シート面から離されるようにされているので、摺動摩擦がほとんど生じず、そのため、スティックスリップ等を生じ難くでき、摺動部分の摩耗を大幅に抑制することができ、さらに、摩耗が抑制されることから、シール性が向上して弁洩れを効果的に抑えることができる。

上記に加え、本発明に係る流路切換弁をヒートポンプ式冷暖房システム等の、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒が流される環境で使用する場合、各連通路は主弁体内で比較的大きく離されて設けられるので、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接した状態（薄壁一枚を隔てた状態）で流される従来のものに比べて、主弁ハウジング内での熱交換量を大幅に低減でき、そのため、システムの効率を向上できるという効果も得られる。

上記した以外の、課題、構成、及び作用効果は、以下の実施形態により明らかにされる。

（Ａ）は、本発明に係る流路切換弁の第１実施例における一側面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示される流路切換弁の上面側配置図、（Ｃ）は、（Ａ）に示される流路切換弁の下面側配置図。 図１（Ｂ）のＡ−Ａ矢視線に従って部分的に破断した他側面図。 図１（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視線に従って部分的に破断した他側面図。 図１（Ｂ）のＣ−Ｃ矢視線に従う主弁部分の拡大断面図。 第１実施例の流路切換弁に設けられたシール面離隔機構の構成及び動作説明に供される拡大断面図。 （Ａ）は、第１実施例の流路切換弁において主弁体が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例の流路切換弁において主弁体が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 （Ａ）は、第１実施例における主弁体の第１層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例における主弁体の第１層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 （Ａ）は、第１実施例における主弁体の第２層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例における主弁体の第２層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 （Ａ）は、第１実施例における主弁体の第３層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例における主弁体の第３層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 （Ａ）は、第１実施例における主弁体の第４層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例の主弁体の第４層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 第１実施例の主弁体の上半部と下半部をそれぞれ一体物とした例を示し、（Ａ）は第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は第２の回転位置にある状態をそれぞれ示す断面図。 第１実施例の主弁体の上半部と下半部を一体物とした例を示し、（Ａ）は第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は第２の回転位置にある状態をそれぞれ示す断面図。 第２実施例の流路切換弁を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態を、（Ｂ）は主弁体が第１の回転位置から時計回りに９０°回転した第２の回転位置にある状態であり、（１）は上面側配置図、（２）は各状態における連通路構成を示す概略図、（３）は下面側配置図。 （Ａ）は、第２実施例における主弁体が第１の回転位置にある状態の、（１）第１層部材、（２）第２層部材、（３）第３層部材、（４）第４層部材のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体が第１の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）〜（４）は、（Ａ）の（１）〜（４）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 （Ａ）は、第２実施例における主弁体が第２の回転位置にある状態の、（１）第１層部材、（２）第２層部材、（３）第３層部材、（４）第４層部材のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体が第２の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（１）におけるＵ−Ｕ矢視線、Ｖ−Ｖ矢視線に従う部分断面図、（Ｂ）の（２）及び（３）は、（Ａ）の（２）及び（３）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図、（Ｂ）の（４）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（４）におけるＪ−Ｊ矢視線、Ｋ−Ｋ矢視線に従う部分断面図。 第３実施例の流路切換弁を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にある状態であり、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。 本発明に係る流路切換弁の第１実施例におけるアクチュエータ部分を示す、図２の下部の部分切欠拡大図。 図１７に示されるアクチュエータの本体部のＤ−Ｄ矢視線に従う断面図であり、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にある状態をそれぞれ示す断面図。 図１７に示されるアクチュエータに備えられる四方パイロット弁を示し、（Ａ）は通電ＯＦＦ時を、（Ｂ）は通電ＯＮ時をそれぞれ示す拡大断面図。 ヒートポンプ式冷暖房システムの一例を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る流路切換弁の第１実施例を示し、（Ａ）は一側面図、（Ｂ）は上面側配置図、（Ｃ）は下面側配置図である。また、図２、図３、図４は、それぞれ図１（Ｂ）のＡ−Ａ矢視線に従って部分的に破断した他側面図、Ｂ−Ｂ矢視線に従って部分的に破断した他側面図、Ｃ−Ｃ矢視線に従う主弁部分の拡大断面図である。

なお、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際にヒートポンプ式冷暖房システム等に組み込まれた状態での位置、方向を指すとは限らない。

また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、各構成部材の寸法に比べて大きくあるいは小さく描かれている場合がある。

［主弁の第１実施例］
図示実施例の流路切換弁１は、四方切換弁であり、例えば前述した図２０に示されるヒートポンプ式冷暖房システム１００における四方切換弁１４０として用いられるもので、ロータリー式の主弁５と、流体圧式のアクチュエータ７とを備える。

以下においては、まず、主として主弁５について説明し、その後にアクチュエータ７について説明する。

主弁５は、主弁ハウジング１０と、この主弁ハウジング１０内に回動可能かつ上下動可能に配在された主弁体２０とを備える。

主弁ハウジング１０は、アルミあるいはステンレス等の金属製とされ、円筒状の胴部１０Ｃと、この胴部１０Ｃの上面開口を気密的に封止するようにかしめ固定され、さらにはんだ付け、ろう付け、溶接等により固定された厚肉円板状の上側弁シート１０Ａと、胴部１０Ｃの下面開口を閉塞するように前記上側弁シート１０Ａと同様に前記胴部１０Ｃに固定された厚肉円板状の下側弁シート１０Ｂとを有し、上側弁シート１０Ａの左右には、管継手からなる第１ポート１１、第２ポート１２が垂設され、下側弁シート１０Ｂの左右には、管継手からなる第３ポート１３、第４ポート１４が垂設されている。各ポート１１〜１４は同一円周上に設けられており、第１ポート１１と第３ポート１３及び第２ポート１２と第４ポート１４は平面視同一位置に配在されている。上側弁シート１０Ａの下面及び下側弁シート１０Ｂの上面は、平坦で滑らかな弁シート面１７、１７となっている。

本実施例では、図２０に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システム１００に組み込まれた場合において、例えば、第１ポート１１は圧縮機吐出側に接続される吐出側高圧ポートＤとされ、第２ポート１２は室内熱交換機に接続される室内側入出ポートＥとされ、第３ポート１３は室外熱交換器に接続される室外側入出ポートＣとされ、第４ポート１４は圧縮機吸入側に接続される吸入側低圧ポートＳとされる（図１参照）。

前記主弁ハウジング１０における上側弁シート１０Ａの下面（内面）側中央（主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上）には、主弁体２０の上側回転軸部３０Ａ（後述）を回転自在に支持する軸受穴１５Ａが設けられている。また、下側弁シート１０Ｂの中央（主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上）には、主弁体２０の下側回転軸部３０Ｂ（の枢軸部３０ｃ）（後述）が回転自在に挿通される挿通穴１５Ｂが設けられている。

また、下側弁シート１０Ｂの下面側の前後には、アクチュエータ７のパイロット弁８０と作動室５５及びベーン回転駆動体６０を含む本体部５０とが設けられている。この本体部５０は、下側弁シート１０Ｂの下面側中央（すなわち、第３ポート１３と第４ポート１４の間）から後方に向かって拡がる平面視略扇形状を有し、当該下側弁シート１０Ｂの下面に一体的に設けられており、当該下側弁シート１０Ｂの下面が、前記本体部５０の作動室５５の上面（ベーン回転駆動体６０に装着されたシール材６７との摺動面）を形成している（後で詳述）。また、前記本体部５０及びパイロット弁８０の大部分は、平面視で主弁ハウジング１０から側方には突出しないようになっている（下側弁シート１０Ｂの径内に収まっている）。

主弁体２０は、短円柱状の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの二分割構成となっている。詳しくは、比較的厚みのある第１層部材２１と該第１層部材２１の下面側に溶接等により一体的に接合された第２層部材２２とで上半部２０Ａが構成され、厚肉円板状の第３層部材２３と該第３層部材２３の下面側に溶接等により一体的に接合された比較的厚みのある第４層部材２４とで下半部２０Ｂが構成されている。

前記上半部２０Ａ（の第２層部材２２）と下半部２０Ｂ（の第３層部材２３）との間に、それらを相互に逆方向に付勢する付勢手段としての４本の圧縮コイルばね２９が縮装されている（図２参照）。４本の圧縮コイルばね２９は、第３層部材２３の上面側の同一円周上に等角度間隔で設けられた４個のばね収納穴２３ｈ（図９参照）に、その一部を上方に突出させた状態で装填されている。

主弁体２０の第１層部材２１の上面側及び第４層部材２４の下面側の平面視同一位置には、主弁体２０の中心線Ｏ（主弁ハウジング１０と共通）を通る断面矩形の横断溝２７、２７が形成されており、この横断溝２７、２７の両端近くには、主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとを一体回動可能かつ上下動可能とすべく、図３に示される如くに、２本の貫通穴２６が形成されるとともに、この２本の貫通穴２６に上下端部に小径部２５ａを備えた段付きの一体回動棒２５が挿入されている。

主弁体２０の回転軸部は、図２〜４に示される如くに、主弁体２０の本体部分（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）と一体的に挙動可能な上側回転軸部３０Ａと下側回転軸部３０Ｂとに分けられ、それらが前記一体回転棒２５により接続されている。上側回転軸部３０Ａは、前記軸受穴１５Ａに挿入される枢軸部３０ａと、前記横断溝２７に嵌合する断面矩形の角棒部３０ｂとからなっている。下側回転軸部３０Ｂは、前記挿通穴１５Ｂに挿入される比較的長尺の枢軸部３０ｃと、前記横断溝２７に嵌合する断面矩形の角棒部３０ｄとからなっている。前記枢軸部３０ｃは、後述するアクチュエータ７の作動室５５（の主軸受け部５５ｂ）まで延びていて、その下端がベーン回転駆動体６０の大径主軸部６０Ａに設けられた段付きの嵌挿穴に圧入等により嵌合されて、ベーン回転駆動体６０と連結固定されている。角棒部３０ｂ、３０ｄの両端近くには挿通穴が設けられ、該挿通穴に、前記一体回動棒２５の上下端部に設けられた小径部２５ａが圧入やかしめ固定等されて嵌挿されることで、前記一体回動棒２５は、上側回転軸部３０Ａと下側回転軸部３０Ｂとに固定される。

したがって、上下の回転軸部３０Ａ、３０Ｂと左右の一体回動棒２５、２５は、一体回動可能に井形状ないし矩形状に組まれた枠状体２８を構成しており、この枠状体２８により、ベーン回転駆動体６０からの荷重が主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）に偏り無く確実に伝達されるとともに、二分割構成とされた主弁体２０（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）が一体回転棒２５に沿って若干摺動可能とされていることにより、その上下動、傾き、位置ずれ等に柔軟に対応できる。

流路切換にあたり、主弁体２０は、後で詳述するアクチュエータ７により、正逆両方向に回転せしめられ、図６（Ａ）に示される如くの第１の回転位置と、この第１の回転位置から時計回りに６０°回転させた、図６（Ｂ）に示される如くの第２の回転位置とを選択的にとり得るようにされている。

主弁体２０には、第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる第１連通路３１及び第２ポート１２と第４ポート１４とを連通させる第２連通路３２とが設けられるとともに、第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第２ポート１２とを連通させる第３連通路３３及び第３ポート１３と第４ポート１４とを連通させる第４連通路３４とが設けられている。

詳細には、前記第１〜第４連通路３１〜３４を構成する、第１〜第４層部材２１〜２４に設けられた各通路部の上面開口又は下面開口は、第１〜第４ポート１１〜１４と同一円周上に配在されており、また、その口径は各ポート１１〜１４の口径と略同じとされ、さらに、第１連通路３１と第２連通路３２は、各ポート１１〜１４の口径と略同じ通路径となっている。

主弁体上半部２０Ａの上部を構成する第１層部材２１には、図７に示される如くに、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂが設けられるとともに、第２層部材２２によりその下面開口が閉塞される、平面視波状の横穴２１Ｅにより結ばれた２つの横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄが設けられている。横穴付き通路部２１Ｃと２１Ｄは、１８０°間隔をあけて配在されており、２つ合わせてＵ字状の比較的容積の大きな連通路（第３連通路３３）を形成する。直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂと横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄとの角度間隔は６０°とされている。

したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂが第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させると、直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂの上面開口が上側弁シート１０Ａにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄの上面開口が第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置する。

主弁体上半部２０Ａの下部を構成する第２層部材２２には、図８に示される如くに、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２２Ａ、２２Ｂが設けられている。直線貫通路部２２Ａ、２２Ｂは第１層部材２１の直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂの真下に位置している。

主弁体下半部２０Ｂの上部を構成する第３層部材２３には、図９に示される如くに、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂが設けられている。直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂは第２層部材２２の直線貫通路部２２Ａ、２２Ｂの真下に位置している。

主弁体下半部２０Ｂの下部を構成する第４層部材２４には、図１０に示される如くに、第１層部材２１と同様に、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂが設けられるとともに、第３層部材２３によりその上面開口が閉塞される、平面視波状の横穴２４Ｅにより結ばれた２つの横穴付き通路部２４Ｃ、２４Ｄが設けられている。直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂは第３層部材２３の直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂの真下に位置している。横穴付き通路部２４Ｃと２４Ｄは、１８０°間隔をあけて配在されており、２つ合わせてＵ字状の比較的容積の大きな連通路（第４連通路３４）を形成する。直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂと横孔付き通路部２４Ｃ、２４Ｄとの角度間隔は６０°とされている。

したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂが第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させると、直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂの下面開口が下側弁シート１０Ｂにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部２４Ｃ、２４Ｄの下面開口が第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置する。

第１層部材２１と第２層部材２２の２つの部材を合わせて連通路（第３連通路３３）を形成したため、断面視で視て、横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄの間には、横穴２１Ｅ側に膨出した案内部が、中心線Ｏに垂直な方向に比較的長く設けられている。この案内部により、流体（冷媒）がＵ字状に曲がる部分に発生する渦流を防止することができ、また、横穴２１Ｅの口径と各ポート１１〜１４の口径とがほぼ同じ通路径となるので、流路の体積を一様にすることができるため、主弁５内で流体の膨張や縮小が発生せず、圧力損失を低減できる。仮に、後述する３Ｄプリンターを用いずに成形品にて主弁体上半部２０Ａを作成した場合には、前記連通路は、案内部の無い椀型とせざるを得ず、渦流が発生したり、流路の体積を一様にできないため、圧力損失が大きくなる。

前記した各連通路３１、３２、３３、３４の両端部には、図４、図５、図７を参照すればよくわかるように、上側弁シート１０Ａ、下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７、１７における各ポート１１〜１４の開口周りに密接する円環状シール面３７、３７を持つ凸部３６が突設されている。隣り合う凸部３６、３６（のシール面３７、３７）は連設されて平面視メガネ状を呈するものとなっており、第４層部材２４に設けられた凸部３６（のシール面３７）も同様である。

また、第１連通路３１と第２連通路３２は、図４に示される如くに、主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとに跨がる分割連通路となっているので、シール性を確保するため、次のような方策が講じられている。すなわち、第１連通路３１を代表して説明するに、第１連通路３１を構成する第２層部材２２の直線貫通路部２２Ａの下部に大径部２２ｃが形成されるとともに、第３層部材２３の直線貫通路部２３Ａの上端に、前記大径部２２ｃに摺動自在に挿入される円筒状部２３ｃが延設され、大径部２２ｃと円筒状部２３ｃとの間にＯリング４９等のシール部材が介装され、当該Ｏリング４９の脱落を防止するワッシャ４９ａが大径部２２ｃの端部に溶接にて接合されている。第２連通路３２も同様な構成となっている。

上記に加え、本実施例では、主弁体２０の第１層部材２１と上側弁シート１０Ａとの間、及び、第４層部材２４と下側弁シート１０Ｂとの間に、主弁体２０の回転時において、主弁体２０側のシール面３７、３７を上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７、１７から離れさせるボール式シール面離隔機構４５が設けられている。

ボール式シール面離隔機構４５は、第１層部材２１と上側弁シート１０Ａとの間に設けられたものが図４、図５に代表例で示されているように、ボール４６と、該ボール４６を、その一部を上下方向に突出させた状態で、回転自在にかつ移動は実質的に阻止した状態で収容する収容部４７と、主弁体２０の回転開始前及び回転終了時においては、主弁体２０側のシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７から離れないように、前記収容部４７から突出する前記ボール４６の一部が嵌め込まれ、主弁体２０の回転時（流路切換中）においては、ボール４６が主弁体２０を押し下げながら転がり出るような寸法形状とされた逆円錐状の凹穴４８とを備えている。なお、収容部４７は、丸穴４７ａと該丸穴４７に圧入等により固定された、上部が窄まった筒状抜け止め金具４７ｂとで構成されている。

前記ボール４６が収容された収容部４７は、図７及び図１０の（Ａ）の（１）に示される如くに、主弁体２０の第１層部材２１と第４層部材２４の同一円周上にそれぞれ９０°間隔をあけて４箇所に設けられており、また、凹穴４８は上側弁シート１０Ａと下側弁シート１０Ｂの同一円周上の、平面視で前記収容部４７と同一位置及び該位置から時計回りに６０°離れた位置の計８箇所に設けられている。

かかるシール面離隔機構４５では、主弁体２０の回転開始前及び回転終了時においては、図５（Ａ）に示される如くに、上側弁シート１０Ａの凹穴４８内にボール４６の一部が嵌り込んでいる。この嵌り込み量（上側弁シート１０Ａの弁シート面１７からボール４６の頂上までの高さ）をｈとする。この状態から主弁体２０を６０°回転させ始めると、収容部４７が周方向に移動（回転）し、これに伴ってボール４６は、図５（Ｂ）に示される如くに、主弁体２０（上半部２０Ａ）を、上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの間に縮装された圧縮コイルばね２９の付勢力に抗して、押し下げながら凹穴４８から転がり出る。これによって、主弁体２０のシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７から離れる。この際の主弁体２０の押し下げ量は前記嵌り込み量ｈとなる。

なお、主弁体２０が６０°回転すると、ボール４６が次の凹穴４８に嵌り込むので、主弁体２０（上半部２０Ａ）は圧縮コイルばね２９の付勢力によって押し上げられ、主弁体２０のシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７に押し付けられる。

以上の説明から理解されるように、主弁体２０が第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる第１連通路３１は、直線貫通路部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、及び２４Ａで構成される直線状通路となり、また、第２ポート１２と第４ポート１４とを連通させる第２連通路３２は、直線貫通路部２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、及び２４Ｂで構成される直線状通路となる。

それに対し、主弁体２０が第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第２ポート１２とを連通させる第３連通路３３は、主弁体２０の上半部２０Ａに設けられた横穴付き通路部２１Ｃ及び２１Ｄで構成されるＵ字状通路となり、また、第３ポート１３と第４ポート１４とを連通させる第４連通路３４は、主弁体２０の下半部２０Ｂに設けられた横穴付き通路部２４Ｃ及び２４Ｄで構成されるＵ字状通路となる。

上記のように、本実施例の流路切換弁１では、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させることにより、第１連通路３１により連通するポート１１−１３間及び第２連通路３２により連通するポート１２−１４間から、第３連通路３３により連通するポート１１−１２間及び第４連通路３４により連通するポート１３−１４間への流路切換が行われ、主弁体２０を第２の回転位置から反時計回りに６０°回転させることにより、第３連通路３３により連通するポート１１−１２間及び第４連通路３４により連通するポート１３−１４間から、第１連通路３１により連通するポート１１−１３間及び第２連通路３２により連通するポート１２−１４間への流路切換が行われる。

本実施例の流路切換弁１を、図２０に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システムに組み込む際には、前述したように、例えば、第１ポート１１は圧縮機吐出側に接続される吐出側高圧ポートＤ、第２ポート１２は室内熱交換機に接続される室内側入出ポートＥ、第３ポート１３は室外熱交換器に接続される室外側入出ポートＣ、第４ポート１４は圧縮機吸入側に接続される吸入側低圧ポートＳとされる。

そして、冷房運転を行う場合には、主弁体２０に図６（Ａ）に示される如くの第１の回転位置をとらせる。これにより、図６（Ａ）の（２）に白抜き矢印で示される如くに、圧縮機からの高圧冷媒が吐出側高圧ポート１１（Ｄ）→直線状の第１連通路３１→室外側入出ポート１３（Ｃ）へと流れるとともに、室内熱交換器からの低圧冷媒が室内側入出ポート１２（Ｅ）→直線状の第２連通路３２→吸入側低圧ポート１４（Ｓ）へと流れる。

一方、暖房運転を行う場合には、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させて図６（Ｂ）に示される如くの第２の回転位置をとらせる。これにより、流路切換が行われ、図６（Ｂ）の（２）に白抜き矢印で示される如くに、圧縮機からの高圧冷媒が吐出側高圧ポート１１（Ｄ）→Ｕ字状の第３連通路３３→室内側入出ポート１２（Ｅ）へと流れるとともに、室外側熱交換器からの低圧冷媒が室外側入出ポート１３（Ｃ）→逆Ｕ字状の第４連通路３４→吸入側低圧ポート１４（Ｓ）へと流れる。

このような構成とされた本実施例の流路切換弁１においては、第１連通路３１及び第２連通路３２は始端から終端までの太さ（通路径）が第１ポート１１及び第２ポート１２の口径と略同じ直線状の通路とされ、冷媒は第１ポート１１、第２ポート１２から真下にストレートに流れるので、主弁５（主弁体２０）内での圧力損失はほとんど生じない。また、二つの横穴付き通路部２１Ｃ及び２１Ｄ、２４Ｃ及び２４Ｄで構成される第３連通路３３及び第４連通路３４は、内容積が比較的大きくされているので、圧力損失が軽減され、トータルでは従来の流路切換弁に比べて圧力損失を相当軽減できる。

また、主弁体２０が上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの二分割構成とされ、上半部２０Ａと下半部２０Ｂはそれぞれ独立して上下動できるようにされるとともに、上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの間に圧縮コイルばね２９が縮装されているので、そのばね力により、上半部２０Ａは押し上げられてそのシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７における各ポート１１、１２周りに押し付けられるとともに、下半部２０Ｂは押し下げられてそのシール面３７が下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７における各ポート１３、１４周りに押し付けられる。

この場合、主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）側に凸部３６が突設されてその端面が環状シール面３７とされていることから、弁シート面１７に対接する部分の面積が必要最小限とされ、そのため、対接面圧が高められる。これにより、十分なシール性を確保できて、流体（冷媒）が主弁体２０の摺動面から漏れる弁洩れを効果的に抑制できる。

加えて、上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂは平板状とされるので、弁シート面１７を平坦な平滑面とする（容易に面精度を上げる）ことができ、これによっても、従来例のようにシールすべき面に円筒面を含んでいるものに比べて、シール性を格段に向上できる。

さらに、主弁ハウジング１０の上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂに全てのポート１１〜１４が設けられることから、配管の取り回しが容易となるとともに、配管を含めた実質的な占有スペースを小さくできる。

さらに加えて、本実施例においては、ボール式シール面離隔機構４５により、主弁体２０の回転時（流路切換中）には、主弁体２０の上半部２０Ａが押し下げられるとともに、下半部２０Ｂが押し上げられ、主弁体２０側のシール面３７、３７が上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７、１７から離されるようにされているので、摺動摩擦がほとんど生じず、そのため、スティックスリップ等を生じ難くでき、摺動部分の摩耗を大幅に抑制することができ、さらに、摩耗が抑制されることから、シール性が向上して弁洩れを効果的に抑えることができる。

また、特許文献１に示されるような従来のスライド式主弁体を有する四方切換弁においては、流路の切換時に高圧配管Ｄと低圧配管Ｓとの流路開口面積が急激に変化するため、高圧の冷媒が低圧配管に一気に入り込むことより異音（切換音）が発生する。この異音を防止するために、冷暖房システム側で圧縮機の周波数を徐々に低下させて、高圧配管Ｄと低圧配管Ｓとの圧力差による異音が許容できる程度の差圧になるようにしてから流路の切り換えを行う必要があった。本実施例の流路切換弁１においては、ボール式シール面離隔機構４５により主弁体を弁シート面から嵌り込み量ｈの分だけ浮かせてから切り換えるので、切換直後から一定の流路開口面積を確保でき、高圧配管Ｄと低圧配管Ｓとの間の流路開口面積が急激に変化することがなく、それゆえ上記の異音の発生を抑制できる。また、嵌り込み量ｈを適宜変更することにより、流路切換時の圧縮機の周波数の低下度合を特許文献１の四方切換弁を用いた冷暖房システムより小さくすることもできるし、圧縮機の周波数の低下を行うことなく流路を切り換えることもできる。

さらに、本実施例の流路切換弁１は、高圧を受ける主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）が円柱状とされ、その内部に連通路３１〜３４が設けられるので、従来例のような変形（撓み）等は生じ難く、十分な強度や耐久性を確保できる。

上記に加え、本実施例の流路切換弁１をヒートポンプ式冷暖房システム等の、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒が流される環境で使用する場合、各連通路３１〜３４は主弁体２０内で比較的大きく離されて設けられているので、高温高圧の冷媒と低温低圧の冷媒とが近接した状態（薄壁一枚を隔てた状態）で流される従来のものに比べて、主弁ハウジング内での熱交換量を大幅に低減でき、そのため、システムの効率を向上できるという効果も得られる。

次に、上記した第１実施例の主弁体の変形例について説明する。

図１１は、第１実施例の主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂをそれぞれ一体物とした例を示す。すなわち、上記第１実施例では、第１層部材２１とこれに接合された第２層部材２２とで上半部２０Ａが、また、第３層部材２３とこれに接合された第４層部材２４とで下半部２０Ｂが構成されていたが、本例では、３Ｄプリンター等で上半部２０Ａ及び下半部２０Ｂをそれぞれ始めから一体物として作製したものである。他の構成は、上記第１実施例と同じであり、上記第１実施例と略同様な作用効果が得られる。

図１２は、第１実施例の主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂを一体物とした例を示す。すなわち、主弁体２０全体（第１〜第４層部材２１〜２４）を、３Ｄプリンター等で始めから一体物として作製したものである。この例では、主弁体２０が一体成型されているので、当該流路切換弁の作製が容易となる。

［主弁の第２実施例］
以下、本発明の第２実施例の流路切換弁２を図１３〜１５を参照しながら説明する。

本第２実施例の流路切換弁２は、上記第１実施例の主弁体２０内に設けられる連通路構成が異なるだけで、他の構成は略同じであるので、第１実施例の流路切換弁１との共通部分は図示を簡略化ないし省略し、以下においては、相違点（連通路構成）のみを重点的に説明する。なお、図１３〜図１５において、第１実施例の流路切換弁１の各部に対応する部分には共通の符号が付されている。

図１３の（Ａ）は主弁体２０が第１の回転位置にある状態を示し、（Ｂ）は主弁体２０が、第１の回転位置から時計回りに９０°回転した第２の回転位置にある状態を示しており、（１）は上面側配置図、（２）は各状態における連通路構成を示す概略図、（３）は下面側配置図である。

図１４の（Ａ）は、第２実施例における主弁体２０が第１の回転位置にある状態の、（１）第１層部材２１、（２）第２層部材２２、（３）第３層部材２３、（４）第４層部材２４のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体２０が第１の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）〜（４）は、（Ａ）の（１）〜（４）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図である。

図１５（Ａ）は、主弁体２０が第２の回転位置にある状態の、（１）第１層部材２１、（２）第２層部材２２、（３）第３層部材２３、（４）第４層部材２４のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体２０が第２の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（１）におけるＵ−Ｕ矢視線、Ｖ−Ｖ矢視線に従う部分断面図、（Ｂ）の（２）及び（３）は、（Ａ）の（２）及び（３）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図、（Ｂ）の（４）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（４）におけるＪ−Ｊ矢視線、Ｋ−Ｋ矢視線に従う部分断面図である。

本実施例の流路切換弁２を、図２０に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システムに組み込む際には、第１実施例とは異なり、例えば、第１ポート１１は圧縮機吐出側に接続される吐出側高圧ポートＤ、第２ポート１２は圧縮機吸入側に接続される吸入側低圧ポートＳ、第３ポート１３は室外熱交換器に接続される室外側入出ポートＣ、第４ポート１４は室内熱交換機に接続される室内側入出ポートＥとされる。

そして、本第２実施例の流路切換弁２の主弁体２０には、第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる第１連通路４１及び第４ポート１４と第２ポート１２とを連通させる第２連通路４２とが設けられるとともに、第１の回転位置から時計回りに９０°回転した第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第４ポート１４とを連通させる第３連通路４３及び第３ポート１３と第２ポート１２とを連通させる第４連通路４４とが設けられている。

上記第１〜第４連通路４１〜４４を形成するために、主弁体２０を構成する第１〜第４層部材２１〜２４には、それぞれ４個ずつ通路部が設けられており、第１層部材２１に設けられた４個の通路部の上面開口及び第４層部材２４に設けられ４個の通路部の下面開口は、第１〜第４ポート１１〜１４と同一円周上に配在されており、また、その口径は各ポート１１〜１４の口径と略同じとされ、さらに、第１連通路４１と第２連通路４２は、各ポート１１〜１４の口径と略同じ通路径となっている。

主弁体上半部２０Ａの上部を構成する第１層部材２１には、第１実施例の直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂと同様に、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂが設けられる。また、図１５（Ｂ）の（１）の上段側及び下段側に示される如くに、一端部が開口し（上面開口４１ａ、４１ｃ）、下面側全体が開口した横穴付き通路部４１Ｃ、４１Ｄが設けられる。横穴付き通路部４１Ｃ、４１Ｄの上面開口４１ａ、４１ｃは直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂから９０°離れた位置に配在され、また、他端部以外の下面開口は第２層部材２２により閉塞され、第２層部材２２により閉塞されていない他端部（下面開口４１ｂ、４１ｄ）は、直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの中心を結ぶ直線上に配在されている。

したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂが第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させると、直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの上面開口が上側弁シート１０Ａにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部４１Ｄ、４１Ｃの上面開口が第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置する。

主弁体上半部２０Ａの下部を構成する第２層部材２２には、前記した第１層部材２１の直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの中心を結ぶ直線上に所定間隔をあけて４つの直線貫通路部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄが設けられている。直線貫通路部４２Ａ、４２Ｄは、第１層部材２１の直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの真下に位置している。直線貫通路部４２Ｂは、横穴付き通路部４１Ｃの下面開口４１ｂの真下に位置し、直線貫通路部４２Ｃは、横穴付き通路部４１Ｄの下面開口４１ｄの真下に位置している。

主弁体下半部２０Ｂの上部を構成する第３層部材２３には、第２層部材２２に設けられた４つの直線貫通路部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄの真下に、４つの直線貫通路部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄが設けられている。

主弁体下半部２０Ｂの下部を構成する第４層部材２４には、第１実施例の直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂと同様に、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂが設けられる。また、図１５（Ｂ）の（４）の上段側及び下段側に示される如くに、一端部が開口し（下面開口４４ａ、４４ｃ）、上面側全体が開口した横穴付き通路部４４Ｃ、４４Ｄが設けられる。横穴付き通路部４４Ｃ、４４Ｄの下面開口４４ａ、４４ｃは直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂから９０°離れた位置に配在され、また、他端部以外の上面開口は第３層部材２３により閉塞され、第３層部材２３により閉塞されていない他端部（上面開口４４ｂ、４４ｄ）は、直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂの中心を結ぶ直線上に配在されている。

したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂが第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させると、直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂの下面開口が下側弁シート１０Ｂにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部４４Ｄ、４４Ｃの下面開口４４ｃ、４４ａが第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置する。

以上の説明から理解されるように、主弁体２０が第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる第１連通路４１は、直線貫通路部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、及び４４Ａで構成される直線状通路となり、また、第４ポート１４と第２ポート１２とを連通させる第２連通路４２は、直線貫通路部４１Ｂ、４２Ｄ、４３Ｄ、及び４４Ｂで構成される直線状通路となる。

それに対し、主弁体２０が第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第４ポート１４とを連通させる第３連通路４３は、上から順に横穴付き通路部４１Ｄ→直線貫通路部４２Ｃ→直線貫通路部４３Ｃ→横穴付き通路部４４Ｃで構成されるクランク状通路となる。また、第３ポート１３と第２ポート１２とを連通させる第４連通路４４は、下から順に横穴付き通路部４４Ｄ→直線貫通路部４３Ｂ→直線貫通路部４２Ｂ→横穴付き通路部４１Ｃで構成されるクランク状通路となる。

上記のように、本実施例の流路切換弁２では、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させることにより、第１連通路４１により連通するポート１１−１３間及び第２連通路４２により連通するポート１４−１２間から、第３連通路４３により連通するポート１１−１４間及び第４連通路４４により連通するポート１３−１２間への流路切換が行われ、主弁体２０を第２の回転位置から反時計回りに９０°回転させることにより、第３連通路４３により連通するポート１１−１４間及び第４連通路４４により連通するポート１３−１２間から、第１連通路４１により連通するポート１１−１３間及び第２連通路４２により連通するポート１４−１２間への流路切換が行われる。

本実施例の流路切換弁２を、図２０に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システムに組み込んで、冷房運転を行う場合には、主弁体２０に図１３（Ａ）の（１）に示される如くの第１の回転位置をとらせる。これにより、図１３（Ａ）の（２）に白抜き矢印で示される如くに、圧縮機からの高圧冷媒が吐出側高圧ポート１１（Ｄ）→直線状の第１連通路４１→室外側入出ポート１３（Ｃ）へと流れるとともに、室内熱交換器からの低圧冷媒が室内側入出ポート１４（Ｅ）→直線状の第２連通路４２→吸入側低圧ポート１２（Ｓ）へと流れる。

一方、暖房運転を行う場合には、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させて図１３（Ｂ）の（１）に示される如くの第２の回転位置をとらせる。これにより、流路の切り換えが行われ、図１３（Ｂ）の（２）に白抜き矢印で示される如くに、圧縮機からの高圧冷媒が吐出側高圧ポート１１（Ｄ）→クランク状の第３連通路４３→室内側入出ポート１４（Ｅ）へと流れるとともに、室外側熱交換器からの低圧冷媒が室外側入出ポート１３（Ｃ）→クランク状の第４連通路４４→吸入側低圧ポート１２（Ｓ）へと流れる。

このような構成とされた本実施例の流路切換弁２においても第１実施例とほぼ同様な作用効果が得られる。

［主弁の第３実施例］
図１６は、第３実施例の流路切換弁を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にある状態であり、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図である。なお、図１６において、第１実施例の流路切換弁１の各部に対応する部分には共通の符号が付されている。

本第３実施例の流路切換弁３は、三方切換弁であり、上記第１実施例の主弁ハウジング１０に設けられている第２ポート１２が無く、第１層部材２１と第２層部材２２とが一体化され（Ｕ字状の連通路（第３連通路３３）を形成する必要がないため）、また、第１実施例における第２連通路３２及び第３連通路３３を構成する直線貫通路部２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂと横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄ及びそれに付随する部分を削除したものである。

したがって、本第３実施例の流路切換弁３では、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させることにより、第１連通路３１により連通するポート１１−１３間から第４連通路３４により連通するポート１３−１４間への流路の切り換えが行われ、主弁体２０を第２の回転位置から反時計回りに６０°回転させることにより、第４連通路３４により連通するポート１３−１４間から、第１連通路３１により連通するポート１１−１３間への流路の切り換えが行われる。

このような構成とされた本実施例の流路切換弁３においても、三方切換弁と四方切換弁との違いはあるが、第１実施例の四方切換弁１とほぼ同様な作用効果が得られる。

なお、本実施例の三方切換弁３を前述したヒートポンプ式冷暖房システムに使用する場合には、当該三方切換弁３を２個使用して四方切換弁として働かせる、あるいは、冷媒又は冷気・暖気供給先の切り換え（例えば、２室のうちの一方に送るか、他方に送るかの切り換え）等に使用する。

［アクチュエータの実施例］
次に、図４に加えて図１７〜図１９を参照しながら、前記第１実施例の流路切換弁１における主弁体２０を回動させるためのアクチュエータ７について説明する。なお、前記第１実施例の流路切換弁１では、アクチュエータ７を構成する四方パイロット弁８０の細管９５ａ〜９６ｃが横向き（左向き）に取り付けられている（図１（Ａ）参照）が、図１７、図１９では、理解を容易にするために、その細管９５ａ〜９６ｃを図１（Ａ）における前向きに取り付けた状態で示している。

本実施例１のアクチュエータ７は、前記主弁５内を流通する高圧流体と低圧流体との差圧を利用した流体圧式のもので、前記主弁ハウジング１０における下側弁シート１０Ｂの中央から後方（図１（Ａ）、（Ｃ）参照）にかけて一体的に設けられた本体部５０を有する。

アクチュエータ７の本体部５０は、主弁ハウジング１０の下側弁シート１０Ｂから下方に向けて延設された平面視略扇形状の筒体部５１と、この筒体部５１の下面開口を気密的に封止するように、当該筒体部５１の下端面との間にシール材５３を介装させてボルト固定された厚肉板状の下面閉塞部材５２とを備えており、その内部に作動室５５が設けられ、この作動室５５に、ベーン回転駆動体６０が回転自在に配在されている。また、下面閉塞部材５２の上面（作動室５５側の面）のうち主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上には、ベーン回転駆動体６０の大径主軸部６０Ａの下端に設けられた小径枢動軸部６０Ｂを回転自在に支持する軸受穴５２Ａが設けられている。

前記作動室５５は、中心線Ｏを通る断面が矩形状、平面視で中心角が６０°強の扇形状部５５ａとベーン回転駆動体６０（の大径主軸部６０Ａ）を回動自在に支持する主軸受け部５５ｂとを有し、それらの上面開口は前記下側弁シート１０Ｂにより閉塞され、それらの下面開口は前記下面閉塞部材５２により閉塞されている。

一方、前記ベーン回転駆動体６０は、主弁５の主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上に同心配置されて回転駆動軸部とされる大径主軸部６０Ａと、この大径主軸部６０Ａから下方に突出する小径枢動軸部６０Ｂとを有し、大径主軸部６０Ａには、半径方向に扇形状部５５ａへ向かって伸びる矩形板部からなるベーン部６１、該ベーン部６１と合わせて当該ベーン回転駆動体６０を三点支持するため、ベーン部６１から１２０°の角度間隔をあけて半径方向に突出する短凸板部６２、６３が設けられている。大径主軸部６０Ａ、ベーン部６１、及び短凸板部６２、６３の上端面及び下端面は略面一とされている。以上の各部は、アルミあるいはステンレス等の金属素材の削り出しにより一体物として作製されている。このベーン回転駆動体６０は、大径主軸部６０Ａの上面から下方に向けて形成された段付きの嵌挿穴に下側回転軸部３０Ｂの枢軸部３０ｃ（の下端）が圧入等により嵌合され、大径主軸部６０Ａから下方に向けて形成された前記小径枢動軸部６０Ｂが下面閉塞部材５２の軸受穴５２Ａに挿入されて、前記作動室５５内で本体部５０に対して回動可能に軸支されている。

また、ベーン回転駆動体６０における大径主軸部６０Ａ、ベーン部６１、及び短凸板部６２、６３の上端面及び下端面（の大部分）、並びに、ベーン部６１、及び短凸板部６２、６３の先端面（の大部分）には、ゴム製シール材６７が一体的に被覆（接合）されている。この場合、上端面及び下端面に被覆されている部分６７Ａ、６７Ｂは、下側弁シート１０Ｂ（の下面）及び下面閉塞部材５２（の上面）（すなわち、扇形状部５５ａ及び主軸受け部５５ｂの天面及び底面）に押し付けられており、また、先端面に被覆されている部分６７Ｃは、横断面が半円形の、縦方向（高さ方向）に伸びるリブ状とされていて、扇形状部５５ａ及び主軸受け部５５ｂの周面に押し付けられている。このようにベーン回転駆動体６０周りにゴム製シール材６７を施すことにより、主弁５内を流通する高圧流体（冷媒）の作動室５５（の左室５５Ａ及び右室５５Ｂ）側への漏れが抑制されるとともに、作動室５５内における漏れが抑制され、流路切換を確実かつ迅速に行うことができる。

したがって、前記作動室５５は、ベーン回転駆動体６０により容積可変の左室５５Ａと右室５５Ｂとに気密的に仕切られている。また、作動室５５（の扇形状部５５ａ）の左端垂直面は、ベーン回転駆動体６０の反時計回りの回転を制止する左ストッパ５８Ａとされ、右端垂直面は、ベーン回転駆動体６０の反時計回りの回転を制止する右ストッパ５８Ｂとされており、ベーン回転駆動体６０は、正逆両方向に所定角度θ（本例では、流路切換に必要とされる６０°）ずつ回転し得るようになっている。

一方、本体部５０の筒体部５１の外周には、前記左室５５Ａに高圧流体を導入・排出するための左室ポート５６が設けられるとともに、前記右室５５Ｂに高圧流体を導入・排出するための右室ポート５７が設けられている。詳細には、左室ポート５６は、作動室５５における、左ストッパ５８Ａより左側の膨出部分に開口するように当該筒体部５１の左側壁に横向きに取り付けられ、右室ポート５７は、作動室５５における、右ストッパ５８Ｂより右側の膨出部分に開口するように当該筒体部５１の右側壁に横向きに取り付けられている。

本実施例では、左室５５Ａに左室ポート５６を介して高圧流体を導入するとともに、右室５５Ｂから右室ポート５７を介して高圧流体を排出し、ベーン回転駆動体６０（のベーン部６１）の左面側と右面側との圧力差により、ベーン回転駆動体６０並びにそれに連結された主弁体２０の上半部２０Ａ及び下半部２０Ｂを時計回りに６０°回転させる時計回り行程と、右室５５Ｂに右室ポート５７を介して高圧流体を導入するとともに、左室５５Ａから左室ポート５６を介して高圧流体を排出し、ベーン回転駆動体６０（のベーン部６１）の左面側と右面側との圧力差により、ベーン回転駆動体６０並びにそれに連結された主弁体２０の上半部２０Ａ及び下半部２０Ｂを反時計回りに６０°回転させる反時計回り行程とを選択的にとり得るようになっている。前記時計回り行程により、主弁体２０が第１の回転位置から第２の回転位置へと回転して前述した流路切換が行われ、前記反時計回り行程により、前記主弁体２０が第２の回転位置から第１の回転位置へと回転して前述した流路切換が行われるようになっている。

そして、本実施例では、前記流路切換、すなわち、時計回り行程と反時計回り行程との切り換えを、前記左室ポート５６と右室ポート５７、及び、主弁５の高圧部分である主弁ハウジング１０内と低圧部分である第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳであり、低圧ポート１４と称することがある）とに接続された電磁式の四方パイロット弁８０により行うようにされている。

四方パイロット弁８０は、その構造自体はよく知られているもので、図１９に示される如くに、前記主弁ハウジング１０の下側弁シート１０Ｂの下面側（の中央前寄り）に下方に向けて延設された下面が開口した円筒状の弁ケース部８１と、この弁ケース部８１の下面開口を気密的に封止するようにろう付け・かしめ等により固定されたソレノイド部８２と、弁ケース部８１の側面部に圧入・かしめ等により気密的に取着された、その内端面が弁座（シート面）９２とされ、その下端面（プランジャ８５側の面）がプランジャ８５の吸引子８４から離れる方向の移動を規制するストッパとされる有底筒形の弁座ブロック８３とを有する。

弁ケース部８１内は、弁室８８となっており、この弁室８８は、下側弁シート１０Ｂに貫設された細孔８９を介して高圧部分である主弁ハウジング１０内に連通するようになっている。ソレノイド部８２は、通電励磁用のコイル８２ａ、このコイル８２ａの外周を覆うカバーケース８２ｂ、コイル８２ａの内周側に配在されてボルト８２ｃによりカバーケース８２ｂに固定された吸引子８４、この吸引子８４に対向配置されたプランジャ８５等を備えている。プランジャ８５は、コイル８２ａと吸引子８４との間にその下部が配在された円筒状のガイドパイプ８６に摺動自在に嵌挿されている。ガイドパイプ８６の下端は吸引子８４の外周段丘部に溶接等により固定され、その上端鍔状部が弁ケース部８１に溶接・ろう付け・かしめ等により気密的に取着されている。

また、吸引子８４とプランジャ８５との間には、プランジャ８５を吸引子８４から離れる方向（図では上方）に付勢するプランジャばね８７が縮装されている。

プランジャ８５の吸引子８４側とは反対側の端部には、弁体９１をその自由端側で厚み方向に摺動可能に保持する板状の弁体ホルダ９０がその幅広の基端部９６をかしめにより取付固定されている。弁体ホルダ９０には、弁体９１を弁座９２に押し付ける方向（厚み方向）に付勢する板ばね９４が取り付けられている。弁体９１は弁座９２のシート面をプランジャ８５の上下動に伴って摺動するようになっている。

前記弁座９２には、上から順にポートａ、ポートｂ、ポートｃが設けられており、また、弁体９１には、前記ポートａとポートｂ及びポートｂとポートｃを選択的に連通させ得る、厚み方向に凹む凹部９３が設けられている。弁座ブロック８３には、ポートａのみに連通するように細管９５ａの一端部が、ポートｂのみに連通するように細管９５ｂの一端部が、ポートｃのみに連通するように細管９５ｃの一端部がそれぞれ気密的に挿着されている。

細管９５ａの他端部は、本体部５０の左室ポート５６を介して左室５５Ａに接続され、細管９５ｂの他端部は、低圧ポート１４に接続され、細管９５ｃの他端部は、右室ポート５７を介して右室５５Ｂに接続されている。

このような構成とされた四方パイロット弁８０においては、ソレノイド部８２への通電ＯＦＦ時には、図１９（Ａ）に示される如くに、プランジャ８５はプランジャばね８７の付勢力により、その上端が弁座ブロック８３に接当する位置まで押し上げられている。この状態では、弁体９１がポートａとポートｂ上に位置し、その凹部９３によりポートａとポートｂが連通するとともに、ポートｃと弁室８８とが連通するので、主弁ハウジング１０内の高圧流体が細孔８９→弁室８８→ポートｃ→細管９５ｃ→右室ポート５７を介して右室５５Ｂに導入されるとともに、左室５５Ａの高圧流体が左室ポート５６→細管９５ａ→ポートａ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→低圧ポート１４へと流れて排出される。

それに対し、ソレノイド部８２への通電をＯＮにすると、図１９（Ｂ）に示される如くに、プランジャ８５は吸引子８４の吸引力により、その下端が吸引子８４に接当する位置まで引き寄せられる。このときには、弁体９１がポートｂとポートｃ上に位置し、その凹部９３によりポートｂとポートｃが連通するとともに、ポートａと弁室８８とが連通するので、主弁ハウジング１０内の高圧流体が細孔８９→弁室８８→ポートａ→細管９５ａ→左室ポート５６を介して左室５５Ａに導入されるとともに、右室５５Ｂの高圧流体が右室ポート５７→細管９５ｃ→ポートｃ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→低圧ポート１４へと流れて排出される。

したがって、ソレノイド部８２への通電をＯＦＦからＯＮにすると、前記時計回り行程がとられ、主弁体２０が第１の回転位置から第２の回転位置へと回転し、前記した如くの流路切換が行われる一方、ソレノイド部８２への通電をＯＮからＯＦＦにすると、前記反時計回り行程がとられ、主弁体２０が第２の回転位置から第１の回転位置へと回転し、前記した如くの流路切換が行われる。

このように、本実施例の流路切換弁１においては、前記した主弁５の構成による効果に加えて、次のような効果が得られる。

すなわち、電磁式四方パイロット弁８０への通電をＯＮ／ＯＦＦで切り換えることで、主弁１０内を流通する高圧流体と低圧流体との差圧を利用して主弁体２０を回動させるようにされているので、電動モータ等で主弁体２０を回動させる場合に比べて、コスト削減、消費電力の低減、省エネ化等を図ることができる。

また、主弁体２０（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）を回動させるためのアクチュエータ７の本体部５０が主弁ハウジング１０の外側、特にその端面側（図示例では下側弁シート１０Ｂの下面側であるが、上側弁シート１０Ａの上面側でもよい）に配在されているので、アクチュエータ７や配管を含めた流路切換弁全体の体格や占有スペースを小さくコンパクトに纏めることができ、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等を低く抑えることができる。

なお、上記実施例では、四方パイロット弁８０を使用して、左室５５Ａ及び右室５５Ｂへの高圧流体の導入・排出を選択的に行うことにより流路切換を行うようにされているが、これに限られず、例えば、作動室に均圧通路を設け、この均圧通路を介して作動室全体に高圧流体を導入するようになすとともに、作動室から主弁の低圧部分への高圧流体の排出を、三方パイロット弁により左室ポート及び右室ポートのいずれかを介して選択的に行うことにより、前記時計回り行程及び反時計回り行程、すなわち、流路切換を行うようにしてもよい。

また、上記実施例では、構成を簡素化すべく、ベーン回転駆動体６０の回転駆動軸部（大径主軸部６０Ａ）と主弁体２０の回転軸部とが共通の軸線Ｏ上に配置されて、主弁体２０とベーン回転駆動体６０とが一体的に回動するようにされているが、例えば、ベーン回転駆動体６０の回転駆動軸部を、主弁体２０の回転軸部に対して偏心させるとともに、前記主弁体２０の回転軸線に平行に配置し、ベーン回転駆動体６０と主弁体２０との間に当該ベーン回転駆動体６０の回転を主弁体２０に伝達する回転伝達機構（アームやギヤ等から構成される機構）を設けてもよい。

また、本発明に係る流路切換弁は、ヒートポンプ式冷暖房システムのみならず、他のシステム、装置、機器類にも組み込めることは勿論である。

また、弁ハウジング１０、主弁体２０、ベーン回転駆動体６０等の素材は、特に制限されず、アルミやステンレス等の金属、合成樹脂等の、導入される流体の圧力に耐えられるものであれば、いかなるものであってもよい。

１ 流路切換弁
５ 主弁
７ アクチュエータ
１０ 主弁ハウジング
１０Ａ 上側弁シート
１０Ｂ 下側弁シート
１１ 第１ポート
１２ 第２ポート
１３ 第３ポート
１４ 第４ポート
１７ 弁シート面
２０ 主弁体
２０Ａ 上半部
２０Ｂ 下半部
２１ 第１層部材
２２ 第２層部材
２３ 第３層部材
２４ 第４層部材
２７ 横断溝
２９ 圧縮コイルばね
３０Ａ 上側回転軸部
３０Ｂ 下側回転軸部
３１ 第１連通路
３２ 第２連通路
３３ 第３連通路
３４ 第４連通路
３６ 凸部
３７ シール面
４１ 第１連通路
４２ 第２連通路
４３ 第３連通路
４４ 第４連通路
４５ ボール式シール面離隔機構
５０ アクチュエータの本体部
５１ 筒体部
５２ 下面閉塞部材
５５ 作動室
５５Ａ 左室
５５Ｂ 右室
５６ 左室ポート
５７ 右室ポート
６０ ベーン回転駆動体
６０Ａ 大径主軸部
６０Ｂ 小径枢動軸部
６１ ベーン部
６７（６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ） ゴム製シール材
８０ 四方パイロット弁
８２ ソレノイド部
８３ 弁座ブロック
８５ プランジャ
８８ 弁室
８９ 細孔
９０ 弁体ホルダ
９１ 弁体
９２ 弁座
９３ 凹部
ａ、ｂ、ｃ ポート（四方パイロット弁）
９５ａ、９５ｂ、９５ｃ 細管
Ｄ 吐出側高圧ポート
Ｓ 吸入側低圧ポート
Ｃ 室外側入出ポート
Ｅ 室内側入出ポート

Claims (16)

1. 上側弁シート及び下側弁シートによりその上面開口及び下面開口が気密的に封止された筒状の主弁ハウジング、及び該主弁ハウジング内に回動可能に配在された主弁体を有する主弁と、前記主弁体を回動させるべく、前記主弁ハウジングの外側に、作動室及びベーン回転駆動体を含む本体部が配設された流体圧式のアクチュエータとを備え、
   前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートに合計で少なくとも３個のポートが設けられ、前記主弁体内に前記ポート間を選択的に連通するための複数本の連通路が設けられ、前記主弁内の高圧部分と低圧部分との差圧を利用して前記作動室内で前記ベーン回転駆動体を回動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされていることを特徴とする流路切換弁。
2. 前記主弁体内に、少なくとも、前記ポートのうちの一つと他の一つとを連通させ得る少なくとも一つの第１連通路と、前記ポートのうちの一つと別の一つとを連通させ得る少なくとも一つの第２連通路とが設けられ、前記主弁体を一方向に回転させることにより、前記第１連通路により連通するポート間から前記第２連通路により連通するポート間への流路切換が行われ、該流路切換後に前記主弁体を他方向に回転させることにより、前記第２連通路により連通するポート間から前記第１連通路により連通するポート間への流路切換が行われるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換弁。
3. 前記上側弁シートに第１及び第２ポートが設けられるとともに、前記下側弁シートに第３及び第４ポートが設けられ、
   前記主弁体に、該主弁体が第１の回転位置をとるとき、前記第１ポートと第３ポートとを連通させる第１連通路及び前記第２ポートと第４ポートとを連通させる第２連通路が設けられるとともに、前記主弁体が第２の回転位置をとるとき、前記第１ポートと第２ポートとを連通させる第３連通路及び前記第３ポートと第４ポートとを連通させる第４連通路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路切換弁。
4. 前記複数本の連通路のうちの少なくとも１本は、全体が直線状の通路で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流路切換弁。
5. 前記複数本の連通路のうちの少なくとも１本は、Ｕ字状又はクランク状の通路で構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流路切換弁。
6. 前記連通路の両端部に、前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートにおける前記各ポートの開口周りに密接する環状シール面を持つ凸部が突設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流路切換弁。
7. 前記主弁体は、一体回動可能かつ上下動可能な上半部と下半部との二分割構成とされ、前記上半部と前記下半部との間に、それらを相互に逆方向に付勢する付勢手段が介装されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の流路切換弁。
8. 前記連通路の一つとして、前記上半部と前記下半部とに跨がる分割連通路を有し、該分割連通路のうちの上半部分の下端部及び下半部分の上端部の一方に大径部が形成されるとともに、他方に前記大径部に挿入される円筒部が延設され、前記大径部と前記円筒部との間にシール部材が介装されていることを特徴とする請求項７に記載の流路切換弁。
9. 前記上半部と前記上側弁シートとの間及び前記下半部と前記下側弁シートとの間に、前記主弁体の回転時において、該主弁体側のシール面を前記上側弁シート及び前記下側弁シートから離れさせるボール式シール面離隔機構が設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の流路切換弁。
10. 前記ボール式シール面離隔機構は、ボールと、該ボールを、その一部を上下方向に突出させた状態で、回転自在にかつ移動は実質的に阻止した状態で収容する収容部と、前記主弁体の回転開始前及び回転終了時においては、前記主弁体側のシール面が前記上側弁シート及び前記下側弁シートから離れないようにすべく、前記収容部から突出する前記ボールの一部が嵌め込まれ、前記主弁体の回転時においては、前記ボールが前記上半部を押し下げるとともに、前記下半部を押し上げながら転がり出るような寸法形状を持つ凹穴と、を備え、前記ボール及び前記収容部は、前記上半部と前記下半部の同一円周上に２箇所以上設けられるとともに、前記凹穴は前記上側弁シートと前記下側弁シートの同一円周上の、平面視で前記収容部と同一位置及び該位置から前記主弁体が流路切換時に回転する角度分離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の流路切換弁。
11. 前記アクチュエータは、前記主弁に供給される高圧流体が導入される平面視扇形状の作動室が設けられた本体部を有し、該作動室を、容積可変の左室と右室とに気密的に仕切るようにベーン部と回転駆動軸部とを持つベーン回転駆動体が配在され、該ベーン回転駆動体の前記回転駆動軸部に前記主弁体の上半部及び下半部が一体回動するように連結され、前記左室に高圧流体を導入・排出するための左室ポートが設けられるとともに、前記右室に高圧流体を導入・排出するための右室ポートが設けられていることを特徴とする請求項７から１０のいずれかに記載の流路切換弁。
12. 前記左室に前記左室ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記右室から前記右室ポートを介して高圧流体を排出することにより、前記ベーン回転駆動体並びに前記主弁体の上半部及び下半部を時計回りに所定角度回転させる時計回り行程と、前記右室に前記右室ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記左室から前記左室ポートを介して高圧流体を排出することにより、前記ベーン回転駆動体並びに前記主弁体の上半部及び下半部を反時計回りに前記所定角度回転させる反時計回り行程とを選択的にとり得るように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の流路切換弁。
13. 前記時計回り行程により、前記主弁体が第１の回転位置から第２の回転位置へと回転して流路切換が行われ、前記反時計回り行程により、前記主弁体が第２の回転位置から第１の回転位置へと回転して流路切換が行われるようにされていることを特徴とする請求項１２に記載の流路切換弁。
14. 前記流路切換を、前記左室ポートと前記右室ポート、及び、前記主弁の高圧部分と低圧部分とに接続された四方パイロット弁により行うようにされていることを特徴とする請求項１３に記載の流路切換弁。
15. 前記アクチュエータの本体部及び前記四方パイロット弁は、前記上側弁シートの上面側又は前記下側弁シートの下面側に設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の流路切換弁。
16. 前記回転駆動軸部と前記主弁体の回転軸部とが共通の軸線上に配置されて、前記主弁体と前記ベーン回転駆動体とが一体的に回動するようにされていることを特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載の流路切換弁。
    
    
    
    

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