JP2017133641A - 流路切換弁 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的シンプルな構成でもって効率的に流体の流れ方向（流路）の切り換えを行うことができ、更なる小型化、大容量化、省電力化等にも寄与し得る流路切換弁を提供する。【解決手段】内側ハウジング９Ａに、弁室７に開口する少なくとも２つの内側ポートｐ１〜ｐ３が軸線Ｏ方向に離間して開口せしめられるとともに、弁室７と連通空間８とを常時連通する少なくとも１つの連通ポートｐ１１、ｐ１２が開口せしめられ、外側ハウジング９に、連通空間８に常時連通する外側ポートｐ１０が開口せしめられ、上側背圧室３０と下側背圧室３１とは常時連通せしめられており、弁軸２０に設けられた少なくとも２つの弁体２１〜２３が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０を昇降させることにより、少なくとも２つの内側ポートｐ１〜ｐ３及び外側ポートｐ１０の間の連通状態が切り換えられる。【選択図】図１

Description

本発明は、流路切換弁に係り、例えばヒートポンプ式冷暖房システムに使用される電動弁等の流路切換弁に関する。

この種の流路切換弁として、従来から、ソレノイドコイルを用いたパイロット電磁弁によって、冷媒流路切換用六方弁ないし八方弁における弁本体内でスライド弁体を移動させ、弁座に設けられたポートの連通状態、すなわち、冷媒の流れ方向（流路）を切り換えて、冷房運転（除霜運転）と暖房運転との切換を行うものが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

特開平８−１７０８６４号公報

ところで、上記従来の流路切換弁では、パイロット電磁弁のソレノイドコイルへの通電状態を制御することによって、弁本体内に設けられたピストンの両側に形成された圧力変換室への高圧の導入・導出を制御し、それにより、ピストンに固定されたスライド弁体を弁本体内で移動させるようになっている。そのため、流路切換時にスライド弁体を駆動させるためのパイロット電磁弁を別個に用意する必要があり、構成が煩雑になる、小型化が難しい等といった問題がある。また、パイロット弁として電磁弁を使用する場合、当該切り換え時に、両ポートの開口面積が急激に変化するとともに、高圧の冷媒が低圧側のポート（導管）に一気に流れ込み、ヒートポンプ式冷暖房システム内において急激な圧力変動が発生し、大きな騒音（切換音）が発生す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あって、その目的とするところは、比較的シンプルな構成でもって効率的に流体の流れ方向（流路）の切り換えを行うことができ、更なる小型化、大容量化、省電力化等にも寄与し得る流路切換弁を提供することにある。

上記する課題を解決するために、本発明に係る流路切換弁は、弁室を有する筒状の内側ハウジングと、前記内側ハウジングの外側に連通空間を形成すべく、該内側ハウジングの外側に配在された外側ハウジングと、前記弁室に昇降可能に配在されるとともに、前記内側ハウジングに内接せしめられた少なくとも２つの弁体が軸線方向に離間して設けられた弁軸と、前記弁室内で前記弁軸を昇降させるための昇降駆動部と、を備え、前記内側ハウジングには、前記弁室に開口する少なくとも２つの内側ポートが軸線方向に離間して開口せしめられるとともに、前記弁室と前記連通空間とを常時連通する少なくとも１つの連通ポートが開口せしめられ、前記外側ハウジングには、前記連通空間に常時連通する外側ポートが開口せしめられ、前記弁室における前記少なくとも２つの弁体より上側に画成される上側背圧室と前記弁室における前記少なくとも２つの弁体より下側に画成される下側背圧室とは常時連通せしめられており、前記少なくとも２つの弁体が前記内側ハウジングに内接せしめられた状態で前記昇降駆動部により前記弁室内で前記弁軸を昇降させることにより、前記少なくとも２つの内側ポート及び前記外側ポートの間の連通状態が切り換えられるようになっていることを特徴としている。

好ましい態様では、前記連通空間は、前記内側ハウジングの外周に形成される、又は、前記内側ハウジングの外周の一部に形成される。

別の好ましい態様では、前記内側ハウジンングの外周にＤカット面が設けられ、該Ｄカット面と前記外側ハウジングの内周面とによって前記連通空間が形成される。

他の好ましい態様では、前記少なくとも２つの内側ポートと前記外側ポートとが、軸線方向で視て反対側もしくは同じ側に開口せしめられる。

他の好ましい態様では、前記連通ポートは、前記少なくとも２つの内側ポートより上側及び前記少なくとも２つの内側ポートより下側に、前記少なくとも２つの弁体のうち最も上側の弁体と最も下側の弁体との間隔と同間隔をあけて開口せしめられる。

他の好ましい態様では、前記外側ポートは、前記連通空間に開口せしめられて前記連通空間に常時連通するようになっている、あるいは、前記内側ハウジングにおける前記連通ポートと同じ高さに開口せしめられた開口を介して前記連通空間に常時連通するようになっている。

他の好ましい態様では、前記上側背圧室と前記下側背圧室とは、前記弁軸内に設けられた連通路を介して常時連通せしめられる。

他の好ましい態様では、前記上側背圧室と前記下側背圧室とは、前記連通空間を介して常時連通せしめられる。

他の好ましい態様では、前記昇降駆動部が、前記弁軸と一体に連結されたロータと該ロータを回転させるためのステータとを有するステッピングモータで構成される。

他の好ましい態様では、前記少なくとも２つの弁体の外周にシール部材が装着されるとともに、該シール部材の外側に該シール部材より硬度の高いパッキンが装着される。

他の好ましい態様では、前記内側ハウジングの内周における前記少なくとも２つの内側ポート及び前記少なくとも１つの連通ポートが形成された部分に凹面部が設けられる。

更なる好ましい態様では、前記凹面部の上面及び／又は下面にテーパ面部が設けられる。

他の好ましい態様では、前記弁軸が、それぞれに１つの弁体が設けられた複数の連結軸構成体を含んで構成される。

他の好ましい態様では、前記外側ハウジング又は前記内側ハウジングに、前記弁軸の下降を制限するストッパ部を有する蓋状部材が取り付けられる。

更なる好ましい態様では、前記蓋状部材には、前記ストッパ部に前記弁軸が衝接して停止せしめられたときに、前記上側背圧室と前記下側背圧室とを常時連通すべく前記弁軸内に設けられた連通路と連通する縦孔及び横孔が設けられる。

本発明の流路切換弁によれば、弁軸に設けられた少なくとも２つの弁体を内側ハウジングに内接せしめた状態で昇降駆動部によって弁室内で弁軸を昇降させることにより、内側ハウジングに設けられた少なくとも２つの内側ポート及び外側ハウジングに設けられた外側ポートの間の連通状態（流れ方向）が切り換えられるので、比較的シンプルな構成でもって効率的に流体の流れ方向（流路）の切り換えを行うことができるとともに、少なくとも２つの弁体より上側に画成される上側背圧室と少なくとも２つの弁体より下側に画成される下側背圧室とが常時連通せしめられているので、その流路切換時に弁体に作用する荷重を可及的に小さくして、弁体の駆動トルクを低減でき、もって、更なる小型化、大容量化、省電力化等を図ることもできる。

また、弁軸を昇降させるための昇降駆動部が、弁軸と一体に連結されたロータと該ロータを回転させるためのステータとを有するステッピングモータで構成されているので、例えば、暖房運転から除霜運転へ及び除霜運転から暖房運転への切り換え時に、高圧側と低圧側の圧力差を小さくでき、そのため、騒音を効果的に低減することができるという効果もある。

本発明に係る流路切換弁の第１実施形態の、第１流れ状態（弁軸：下降位置）を示す縦断面図。 図１に示される流路切換弁の、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示す縦断面図。 図１に示される流路切換弁の蓋状部材を示す斜視図。 本発明に係る流路切換弁の第２実施形態の、第１流れ状態（弁軸：下降位置）を示す縦断面図。 図４に示される流路切換弁の、第２流れ状態（弁体：上昇位置）を示す縦断面図。 図４に示される第２実施形態の流路切換弁の変形形態（その１）を示す縦断面図。 （Ａ）は、図４に示される第２実施形態の流路切換弁の変形形態（その２）を示す縦断面図、（Ｂ）は、（Ａ）のＵ−Ｕ矢視断面図。 本発明に係る流路切換弁の第３実施形態の、第１流れ状態（弁軸：下降位置）を示す縦断面図。 図８に示される流路切換弁の、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示す縦断面図。 図８のＶ−Ｖ矢視断面図。 本発明に係る流路切換弁の第４実施形態の、第１流れ状態（弁軸：下降位置）を示す縦断面図。 図１１に示される流路切換弁の、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示す縦断面図。 本発明に係る流路切換弁の第５実施形態の、第１流れ状態（弁軸：下降位置）を示す縦断面図。 図１３に示される流路切換弁の、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示す縦断面図。 図１３に示される流路切換弁における弁体が流路切換時に内側ポート上を通過するときの様子を拡大して示す要部拡大図。 本発明に係る流路切換弁の第６実施形態の、第１流れ状態（弁軸：下降位置）を示す縦断面図。 図１６に示される流路切換弁の、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示す縦断面図。

以下、本発明に係る流路切換弁の実施形態を図面を参照して説明する。

［第１実施形態］
図１及び図２は、本発明に係る流路切換弁の第１実施形態を示す縦断面図であり、図１は、第１流れ状態（弁軸：下降位置）、図２は、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示している。

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、実際の使用状態での位置、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。

本実施形態の流路切換弁１は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において流体（冷媒）の流れ方向（流路）を多方向に切り換える電動式の多方切換弁（第１実施形態では、四方切換弁）である。

図示実施形態の流路切換弁１は、主として、同軸上に配置された板金製の筒状基体（内径は一定）からなる外側ハウジング９及び内側ハウジング９Ａを有する弁本体１０と、弁本体１０に固着されたキャン５８と、弁本体１０及びキャン５８によって画成された内部空間で弁本体１０に固定配置された支持部材１９と、支持部材１９により支持されて前記内部空間に昇降可能に配置された弁体（上側から、第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）を有する弁軸２０と、弁軸２０を昇降させるべく弁本体１０の上方に取り付けられたステッピングモータ（昇降駆動部）５０と、を備えている。

弁本体１０の外側ハウジング９の下部開口には、例えば金属製の蓋状部材１１が、溶接、かしめ、ろう付け等により気密的に取り付けられている。詳細には、蓋状部材１１は、図１及び図２と併せて図３を参照すればよく分かるように、段付き短円柱状を呈しており、下側から、大径接合部１１ｃ、中径嵌合部１１ｂ、及び小径突設部１１ａを有している。この蓋状部材１１は、中径嵌合部１１ｂを内側ハウジング９Ａの下部開口に気密的に嵌合させた状態で（言い換えれば、内側ハウジング９Ａの下部開口を中径嵌合部１１ｂで気密的に封止するように）、大径接合部１１ｃの外周下端に設けられた鍔状部１１ｄに外側ハウジング９の下端部が溶接等により接合されており、内側ハウジング９Ａの内部に円筒状空所からなる弁室７が画成されるとともに、内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９の間に、円筒状の連通空間８が画成されている。また、小径突設部１１ａには、その中心部に、（弁軸２０が下降位置にあるときに）後述する弁軸２０の連結軸２９の貫通孔２９ａに連通するとともに前記貫通孔２９ａより若干大径の縦孔１１ｖが形成され、その側部に複数個（図示例では、９０°の角度間隔をあけて４個）の横孔１１ｕが形成されている。また、ここでは、小径突設部１１ａの上端は、流路切換時に、第３弁体２３に衝接して弁軸２０の下方移動（下降）を制限する（言い換えれば、弁軸２０の下降位置を規定する）ストッパ部１１ｓとされている。

外側ハウジング９の内側に配在された内側ハウジング９Ａは、外側ハウジング９より若干厚肉に形成されており、その側部の中央付近には、軸線Ｏ方向（縦方向）に並んで３つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３が開口せしめられるとともに、上側の内側ポートｐ１より上側に、弁室７と連通空間８を連通する連通ポートｐ１１が開口せしめられ、下側の内側ポートｐ３より下側に、弁室７と連通空間８を連通する連通ポートｐ１２が開口せしめられている。より詳細には、連通ポートｐ１１は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて第１弁体２１の上側かつ弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて第１弁体２１の下側に位置するように形成され、連通ポートｐ１２は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて第３弁体２３の上側かつ弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて第３弁体２３の下側に位置するように形成されるとともに、連通ポートｐ１１と連通ポートｐ１２は、第１弁体２１と第３弁体２３との間隔と同間隔をあけて開口せしめられている（詳細は後述）。

また、外側ハウジング９の側部の中央付近には、連通空間８に開口する横向きの外側ポートｐ１０が形成されており、外側ポートｐ１０は、前記連通空間８と常時連通せしめられている。

なお、本例では、平面視（すなわち、軸線Ｏ方向）で視たときに、軸線Ｏ方向に離間して設けられた３つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３が同じ位置に形成され、２つの連通ポートｐ１１、ｐ１２が同じ位置に形成され、３つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３と２つの連通ポートｐ１１、ｐ１２とは反対側（１８０°の角度間隔をあけて）形成されている。また、外側ポートｐ１０は、平面視で視たときに前記した内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３と反対側（言い換えれば、２つの連通ポートｐ１１、ｐ１２と同じ側）に形成されている。

３つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３にはそれぞれ、（外側ハウジング９を貫通するようにして）導管継手＃１、＃２、＃３がろう付け等により横向きに取り付けられ、外側ポートｐ１０には、導管継手＃１０がろう付け等により横向きに取り付けられている。

弁本体１０の外側ハウジング９の上部開口には、段付きの筒状基台１３が取り付けられ、その筒状基台１３の下面は前記連通空間８の天井面を形成している。筒状基台１３の上端部には、天井部付き円筒状のキャン５８の下端部が溶接等により接合されている。

支持部材１９は、底壁１４ｃ付き筒状保持部材１４及び雌ねじ１５ｉ付き軸受部材１５を有し、前記筒状基台１３の内側に、筒状保持部材１４が圧入等により固定され、筒状保持部材１４の上部に、内周下半部に雌ねじ１５ｉが螺設された筒状の軸受部材１５がかしめ等により固定されている。筒状保持部材１４の底壁１４ｃには、内側ハウジング９Ａの上部開口に気密的に嵌合（内嵌）されるとともに、後述する円筒状の引き上げばね受け体２８が摺動可能に挿通される筒状嵌合部１４ｂが下方に向けて突設されている。また、軸受部材１５の外周は段付きで形成されており、筒状保持部材１４と軸受部材１５との間にばね室１４ａが画成され、該ばね室１４ａに、弁軸２０を上方に付勢する圧縮コイルばね２５が収納されている。軸受部材１５の内周のうち雌ねじ１５ｉより上側部分は、後述する減速機構４０の出力軸４６の下部基体部が嵌挿される嵌挿穴１５ａとされている。

一方、ステッピングモータ５０は、ヨーク５１、ボビン５２、コイル５３、樹脂モールドカバー５４等からなるステータ５５と、キャン５８の内部に該キャン５８に対して回転自在に配置され、ロータ支持部材５６がその上部内側に固着されたロータ５７と、を有している。ステータ５５は、キャン５８に外嵌固定されている。また、ロータ５７の内周側には、ロータ支持部材５６に一体に形成された太陽歯車４１、筒状保持部材１４の上部に固着された筒状体４３の上端に固定された固定リング歯車４７、太陽歯車４１と固定リング歯車４７との間に配置されてそれぞれに歯合する遊星歯車４２、遊星歯車４２を回転自在に支持するキャリア４４、遊星歯車４２に外側から歯合する有底リング状の出力歯車４５、出力歯車４５の底部に形成された孔にその上部嵌合部が圧入等によって固着された出力軸４６等からなる不思議遊星歯車式減速機構４０が設けられている。ここで、固定リング歯車４７の歯数は、出力歯車４５の歯数とは僅かに異なるように設定されている。

出力軸４６の上部嵌合部の中心部には孔が形成され、該孔には太陽歯車４１（ロータ支持部材５６）とキャリア４４の中心部を挿通した支持軸４９の下部が挿通されている。この支持軸４９の上部は、キャン５８の内径と略同一の外径を有し、ロータ支持部材５６の上側でキャン５８に内接して配置される支持部材４８の中心部に形成された孔に挿通されている。ロータ５７自体は、支持部材４８等によってキャン５８の内部で上下動しないようになっており、キャン５８に外嵌固定されたステータ５５との位置関係が常に一定に維持されている。

減速機構４０の出力軸４６の下部基体部は、雌ねじ１５ｉ付き軸受部材１５の上部に形成された嵌挿穴１５ａに回転自在に嵌挿され、出力軸４６の下部基体部には、その中心を通るように横方向に延びる縦長スリット状の嵌合部４６ａが形成されている。軸受部材１５の内周に螺設された雌ねじ１５ｉと螺合する雄ねじ１７ａが螺設された回転昇降軸１７の上端には板状部１７ｃが突設され、板状部１７ｃが縦長スリット状の嵌合部４６ａに摺動自在に嵌合されている。出力軸４６がロータ５７の回転に応じて回転すると、出力軸４６の回転が回転昇降軸１７に伝達され、軸受部材１５の雌ねじ１５ｉと回転昇降軸１７の雄ねじ１７ａのねじ送りによって回転昇降軸１７が回転しながら昇降する。

回転昇降軸１７の下方には、該回転昇降軸１７の下方への推力がボール１８、ボール受座１６を介して伝達される弁軸２０が軸線Ｏ（昇降方向）に沿って配置されている。

ここで、上述のように、筒状保持部材１４の底壁１４ｃより上側のばね室１４ａに収納された圧縮コイルばね２５は、その下端を底壁１４ｃに当接させた状態で配置されるとともに、この圧縮コイルばね２５の付勢力（引き上げ力）を弁軸２０に伝達すべく、上下に鍔状の引っ掛け部を有する円筒状の引き上げばね受け体２８が配在されている。この引き上げばね受け体２８は、軸受部材１５（の下部小径部）に摺動自在に外嵌されるとともに、筒状保持部材１４の底壁１４ｃから下方に延びる筒状嵌合部１４ｂに摺動自在に内嵌され、その上側の引っ掛け部は圧縮コイルばね２５の上部に載置され、下側の引っ掛け部は弁軸２０（の推力伝達軸２７の大径上部２７ａの下端段差面）に掛止される。つまり、引き上げばね受け体２８は、軸受部材１５（の下部小径部）及び筒状保持部材１４の筒状嵌合部１４ｂにガイドされて軸線Ｏ方向（昇降方向）に移動する。また、筒状保持部材１４には、前記ばね室１４ａとキャン５８の内部を連通する連通孔１４ｄが形成されている。

弁軸２０は、基本的に、ボール１８及びボール受座１６を介して前記回転昇降軸１７に連結される段付き円筒状の推力伝達軸２７と、該推力伝達軸２７（の小径下部２７ｃ）に連結される合成樹脂製かつ円筒状の連結軸２９とを有し、その連結軸２９に、軸線Ｏ方向に離間して短円柱状の３つの弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）が一体的に形成されている。

推力伝達軸２７は、上側から、内周に前記ボール受座１６が嵌め込まれる大径上部２７ａ、引き上げばね受け体２８の下側に形成された引っ掛け部に挿通される中間胴部２７ｂ、連結軸２９の中央に（軸線Ｏに沿って）設けられた貫通孔２９ａに嵌挿されて圧入、ろう付け等により固定される前記中間胴部２７ｂより小径の小径下部２７ｃから構成され、その内部には、弁軸２０内に設けられた連通路３２の上部を構成する縦向きの貫通孔２７ｄ及び後述する上側背圧室３０に開口する複数個の横孔２７ｅが形成されている。なお、貫通孔２７ｄの上端開口はボール受座１６によって閉塞されている。

連結軸２９は、縦方向（軸線Ｏ方向）に沿って配在されており、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）は、内側ハウジング９Ａの内径と略同径に形成されるとともに、各弁体間に、内側ハウジング９Ａに開口せしめられた３個の内側ポートｐ１〜ｐ３のうちの隣り合うポートｐ１−ｐ２間、ｐ２−ｐ３間を連通させ得るような大きさの空間を画成するように、前記連結軸２９に配設されている。また、上述のように、第１弁体２１は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて連通ポートｐ１１の下側かつ弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて連通ポートｐ１１の上側に位置するように連結軸２９に配設され、第３弁体２３は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて連通ポートｐ１２の下側かつ弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて連通ポートｐ１２の上側に位置するように連結軸２９に配設されている。

本例では、連結軸２９の上端部に第１弁体２１が形成され、その下端部に第３弁体２３が形成され、その上下中央に第２弁体２２が形成され、第１弁体２１と第２弁体２２の間に形成される空間と第２弁体２２と第２弁体２３の間に形成される空間とが略同一に設計されている。

また、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）の外周に形成された環状溝には、各弁体と内側ハウジング９Ａとの間の摺動面隙間を封止すべく、Ｏリング等のシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａが装着されるとともに、内側ハウジング９Ａに対する各弁体の摺動抵抗を低減すべく、各シール部材の２１Ａ、２２Ａ、２３Ａの外側には、PTFE（テフロン（登録商標））等からなるリング状のパッキン（キャップシールともいう）２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂが装着されている。

そして、推力伝達軸２７の横孔２７ｅ及び貫通孔２７ｄ、連結軸２９の貫通孔２９ａによって、弁軸２０に作用する押し下げ力と弁軸２０に作用する押し上げ力とをバランス（差圧をキャンセル）させるべく、弁室７における第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０と弁室７における第３弁体２３の下側に画成される下側背圧室３１とを常時連通する連通路３２が構成されている。

かかる構成の流路切換弁１では、ステッピングモータ５０のロータ５７を回転駆動させると、回転昇降軸１７が回転しながら昇降するが、回転昇降軸１７と弁軸２０との間にボール１８を介在させることにより、回転昇降軸１７から弁軸２０へ下方への推力のみが伝達されて（回転力は伝達されない）、回転昇降軸１７と弁軸２０とが一体となって軸線Ｏ方向へ昇降する。ここで、弁軸２０に設けられた各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）は、内側ハウジング９Ａ（の内周）に対接せしめられており、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０が昇降することにより、３つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３及び外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向、流路）が切り換えられる。

すなわち、ステッピングモータ５０のロータ５７を一方向に回転駆動させると、減速機構４０の出力軸４６を介してロータ５７の回転が回転昇降軸１７に減速されて伝達され、軸受部材１５の雌ねじ１５ｉと回転昇降軸１７の雄ねじ１７ａによるねじ送りによって回転昇降軸１７が回転しながら例えば下降され、回転昇降軸１７の推力により弁軸２０が圧縮コイルばね２５の付勢力に抗して押し下げられて下降位置（ここでは、弁軸２０の下端部に設けられ第３弁体２３が蓋状部材１１のストッパ部１１ｓに衝接して停止せしめられた位置）がとられる。この下降位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１と内側ポートｐ１との間に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ２と内側ポートｐ３との間に位置し、第３弁体２３が連通ポートｐ１２の下側に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、内側ポートｐ１と内側ポートｐ２の真横に位置し、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間が、内側ポートｐ３と連通ポートｐ１２の間に位置せしめられるので、内側ポートｐ１と内側ポートｐ２が、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ３と外側ポートｐ１０が、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間、連通ポートｐ１２、連通空間８を介して連通する（図１に示す第１流れ状態）。

それに対し、ステッピングモータ５０のロータ５７を他方向に回転駆動させると、減速機構４０の出力軸４６を介してロータ５７の回転が回転昇降軸１７に減速されて伝達され、前記雌ねじ１５ｉと雄ねじ１７ａによるねじ送りによって回転昇降軸１７が回転しながら例えば上昇され、それに伴い弁軸２０が圧縮コイルばね２５の付勢力によって引き上げられて上昇位置がとられる。この上昇位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１の上側に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ１と内側ポートｐ２との間に位置し、第３弁体２３が内側ポートｐ３と連通ポートｐ１２の間に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、連通ポートｐ１１と内側ポートｐ１の間に位置し、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間が、内側ポートｐ２と内側ポートｐ３の真横に位置せしめられるので、内側ポートｐ２と内側ポートｐ３が、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ１と外側ポートｐ１０が、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間、連通ポートｐ１１、連通空間８を介して連通する（図２に示す第２流れ状態）。

ここで、本実施形態では、弁軸２０内に設けられた連通路３２を介して、第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０（弁室７の上部）と第３弁体２３の下側に画成される下側背圧室３１（弁室７の下部）とが常時連通している。すなわち、前記第１弁体２１の上面（上側背圧室３０側の面）と前記第３弁体２３の下面（下側背圧室３１側の面）とが均圧されるとともに、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）の上下方向で対向する面同士も均圧されている。そのため、弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）の軸線Ｏ方向への移動による流路切換時に弁体の移動方向（弁軸２０の軸線Ｏ方向）に作用する力（弁体に作用する押し下げ力と押し上げ力）をバランス（差圧を全てキャンセル）させられる。

このように、本実施形態においては、弁軸２０に設けられた３つの弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）を内側ハウジング９Ａに内接せしめた状態でステッピングモータ５０を制御して弁室７内で弁軸２０を昇降させることにより、内側ハウジング９Ａに設けられた３つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３及び外側ハウジング９に設けられた外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向）が切り換えられるので、比較的シンプルな構成でもって効率的に流体の流れ方向（流路）の切り換えを行うことができるとともに、３つの弁体のうち最も上側の第１弁体２１より上側の上側背圧室３０と最も下側の第３弁体２３より下側の下側背圧室３１とが常時連通せしめられているので、その流路切換時に弁体に作用する荷重を可及的に小さくして、弁体の駆動トルクを低減でき、もって、更なる小型化、大容量化、省電力化等を図ることもできる。

また、本実施形態では、各弁体の外周（内側ハウジング９Ａとの摺動面）に設けられたシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａの外側に、内側ハウジング９Ａに対する各弁体の摺動抵抗を低減するとともに、シール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａの弾性変形を抑制すべく（特に、流路切換時にシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａが各内側ポート及び連通ポート上を通過するときに生じる弾性変形を抑制して、当該シール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａが各内側ポート及び連通ポート上を通過するときの抵抗を低減すべく）、比較的硬度の高いPTFE（テフロン（登録商標））等からなるパッキン２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂが装着されているので、これによっても、流路切換時に弁体に作用する荷重を可及的に小さくでき、弁体の駆動トルクをより効果的に低減することができる。

さらに、本実施形態では、ステッピングモータ５０を制御して弁軸２０を弁室７内で徐々に昇降させるように構成されているので、例えば、暖房運転から除霜運転へ及び除霜運転から暖房運転への切り換え時に、高圧側と低圧側の圧力差を小さくでき、そのため、騒音を効果的に低減することができるという効果もある。

［第２実施形態］
図４及び図５は、本発明に係る流路切換弁の第２実施形態を示す縦断面図であり、図４は、第１流れ状態（弁軸：下降位置）、図５は、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示している。

本第２実施形態の流路切換弁２は、上記第１実施形態における流路切換弁１に対し、基本的に、内側ハウジングに形成された内側ポート及び弁軸に形成された弁体の数のみが相違している。したがって、第１実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流路切換弁２は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において六方切換弁として使用されるものであり、その内側ハウジング９Ａの側部に、軸線Ｏ方向（縦方向）に並んで５つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５が開口せしめられるとともに、上側の内側ポートｐ１より上側に、弁室７と連通空間８を連通する連通ポートｐ１１が開口せしめられ、下側の内側ポートｐ５より下側に、弁室７と連通空間８を連通する連通ポートｐ１２が開口せしめられている。なお、各内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５にはそれぞれ、（外側ハウジング９を貫通するようにして）導管継手＃１、＃２、＃３、＃４、＃５がろう付け等により横向きに取り付けられている。

また、弁軸２０を構成する連結軸２９には、軸線Ｏ方向に離間して短円柱状の４つの弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）が一体的に形成されている。本例では、連結軸２９の上端部に第１弁体２１が形成され、その下端部に第４弁体２４が形成され、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）は、軸線Ｏ方向で略等間隔に配設されている。また、本例でも、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）の外周に形成された環状溝には、Ｏリング等のシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａが装着されるとともに、各シール部材の２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａの外側には、PTFE（テフロン（登録商標））等からなるリング状のパッキン（キャップシールともいう）２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂが装着されている。

かかる構成の流路切換弁２でも、ステッピングモータ５０のロータ５７を回転駆動させると、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０が昇降することにより、５つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５及び外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向、流路）が切り換えられる。

すなわち、ステッピングモータ５０のロータ５７を一方向に回転駆動させると、上記第１実施形態と同様、弁軸２０が下降位置（ここでは、弁軸２０の下端部に設けられ第４弁体２４が蓋状部材１１のストッパ部１１ｓに衝接して停止せしめられた位置）をとるが、この下降位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１と内側ポートｐ１との間に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ２と内側ポートｐ３との間に位置し、第３弁体２３が内側ポートｐ４と内側ポートｐ５との間に位置し、第４弁体２４が連通ポートｐ１２の下側に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、内側ポートｐ１と内側ポートｐ２の真横に位置し、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間が、内側ポートｐ３と内側ポートｐ４の真横に位置し、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間が、内側ポートｐ５と連通ポートｐ１２の間に位置せしめられる。これにより、内側ポートｐ１と内側ポートｐ２が、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ３と内側ポートｐ４が、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ５と外側ポートｐ１０が、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間、連通ポートｐ１２、連通空間８を介して連通する（図４に示す第１流れ状態）。

それに対し、ステッピングモータ５０のロータ５７を他方向に回転駆動させると、上記第１実施形態と同様、弁軸２０が上昇位置をとるが、この上昇位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１の上側に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ１と内側ポートｐ２との間に位置し、第３弁体２３が内側ポートｐ３と内側ポートｐ４との間に位置し、第４弁体２４が内側ポートｐ５と連通ポートｐ１２の間に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、連通ポートｐ１１と内側ポートｐ１の間に位置し、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間が、内側ポートｐ２と内側ポートｐ３の真横に位置し、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間が、内側ポートｐ４と内側ポートｐ５の真横に位置せしめられる。これにより、内側ポートｐ２と内側ポートｐ３が、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ４と内側ポートｐ５が、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ１と外側ポートｐ１０が、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間、連通ポートｐ１１、連通空間８を介して連通する（図５に示す第２流れ状態）。

ここで、本実施形態においても、弁軸２０内に設けられた連通路３２を介して、第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０と第４弁体２４の下側に画成される下側背圧室３１とが常時連通しているので、上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、本例では、外側ポートｐ１０が、平面視で視たときに内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５と反対側（言い換えれば、２つの連通ポートｐ１１、ｐ１２と同じ側）に形成されているが、外側ポートｐ１０、内側ポートｐ１〜ｐ５、及び連通ポートｐ１１、ｐ１２の位置は、流路切換弁２の適用箇所等に応じて適宜に変更できることは勿論である。例えば、図６に示される如くに、外側ポートｐ１０及び内側ポートｐ１〜ｐ５を平面視で視て同じ側に形成してもよい。なお、図６に示す例では、外側ポートｐ１０が内側ポートｐ１〜ｐ５の上側に形成されているが、外側ポートｐ１０を内側ポートｐ１〜ｐ５の下側に形成してもよいことは当然である。

また、本例では、同軸上に配置された筒状基体からなる外側ハウジング９及び内側ハウジング９Ａによって、内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９の間（内側ハウジング９Ａの外周）に、円筒状の連通空間８が形成されているが、例えば、図７（Ａ）、（Ｂ）に示される如くに、内側ハウジング９Ａの外周（詳細には、内側ハウジング９Ａに形成された連通ポートｐ１１、ｐ１２を覆う位置）に例えば横断面コの字状の筐体からなる外側ハウジング９を（溶接、ろう付け等により）接続し、その外側ハウジング９と筒状基体からなる内側ハウジング９Ａの間（内側ハウジング９Ａの外周の一部）に、略ストレート状の連通空間８を形成してもよい。なお、この場合、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、内側ハウジング９Ａの下端部が、蓋状部材１１の大径接合部１１ｃと中径嵌合部１１ｂの間に形成された段差部に溶接等により接合されるとともに、内側ハウジング９Ａの上端に拡径部９Ｂが設けられ、その拡径部９Ｂに、段付きの筒状基台１３が取り付けられている。

［第３実施形態］
図８及び図９は、本発明に係る流路切換弁の第３実施形態を示す縦断面図であり、図８は、第１流れ状態（弁軸：下降位置）、図９は、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示している。

本第３実施形態の流路切換弁３は、上記第２実施形態における流路切換弁２に対し、基本的に、外側ポートの開口位置及び外側ハウジングと内側ハウジングの間の連通空間の形状が相違している。したがって、第２実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流路切換弁３は、上記第２実施形態と同様、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において六方切換弁として使用されるものであり、内側ハウジング９Ａの外径が外側ハウジング９の内径と略同一に形成され、内側ハウジング９Ａが外側ハウジング９に内嵌されるとともに、内側ハウジング９Ａの外周（詳細には、連通ポートｐ１１、ｐ１２が形成された部分）に（上下方向に亘って）Ｄカット面９Ｃが形成され、そのＤカット面９Ｃと外側ハウジング９の内周面とによって前記連通空間８が形成されている（図１０も併せて参照）。

なお、本例においては、内側ハウジング９Ａの上部開口と筒状保持部材１４（の底壁１４ｃ）に設けられた筒状嵌合部１４ｂとの間に、Ｏリング等からなるシール部材１４Ａが介装されている。

また、外側ポートｐ１０は、外側ハウジング９における内側ポートｐ１〜ｐ５の上側であって連通ポートｐ１１と略同じ高さに形成されており、外側ポートｐ１０に連設するように内側ハウジング９Ａに設けられた開口ｐ１０ａ及び連通ポートｐ１１を介して前記連通空間８と常時連通せしめられている。

かかる構成の流路切換弁３でも、ステッピングモータ５０のロータ５７を回転駆動させると、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０が昇降することにより、５つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５及び外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向、流路）が切り換えられる。

すなわち、ステッピングモータ５０のロータ５７を一方向に回転駆動させると、上記第２実施形態と同様、弁軸２０が下降位置（ここでは、弁軸２０の下端部に設けられ第４弁体２４が蓋状部材１１のストッパ部１１ｓに衝接して停止せしめられた位置）をとるが、この下降位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１及び外側ポートｐ１０に連なる開口ｐ１０ａと内側ポートｐ１との間に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ２と内側ポートｐ３との間に位置し、第３弁体２３が内側ポートｐ４と内側ポートｐ５との間に位置し、第４弁体２４が連通ポートｐ１２の下側に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、内側ポートｐ１と内側ポートｐ２の真横に位置し、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間が、内側ポートｐ３と内側ポートｐ４の真横に位置し、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間が、内側ポートｐ５と連通ポートｐ１２の間に位置せしめられる。これにより、内側ポートｐ１と内側ポートｐ２が、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ３と内側ポートｐ４が、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ５と外側ポートｐ１０が、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間、連通ポートｐ１２、連通空間８、連通ポートｐ１２、第１弁体２１より上側の上側背圧室３０、開口ｐ１０ａを介して連通する（図８に示す第１流れ状態）。

それに対し、ステッピングモータ５０のロータ５７を他方向に回転駆動させると、上記第２実施形態と同様、弁軸２０が上昇位置をとるが、この上昇位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１及び外側ポートｐ１０に連なる開口ｐ１０ａの上側に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ１と内側ポートｐ２との間に位置し、第３弁体２３が内側ポートｐ３と内側ポートｐ４との間に位置し、第４弁体２４が内側ポートｐ５と連通ポートｐ１２の間に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、連通ポートｐ１１及び開口ｐ１０ａと内側ポートｐ１の間に位置し、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間が、内側ポートｐ２と内側ポートｐ３の真横に位置し、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間が、内側ポートｐ４と内側ポートｐ５の真横に位置せしめられる。これにより、内側ポートｐ２と内側ポートｐ３が、第２弁体２２と第３弁体２３の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ４と内側ポートｐ５が、第３弁体２３と第４弁体２４の間の空間を介して連通し、内側ポートｐ１と外側ポートｐ１０が、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間を介して連通する（図９に示す第２流れ状態）。

ここで、本実施形態においても、弁軸２０内に設けられた連通路３２を介して、第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０と第４弁体２４の下側に画成される下側背圧室３１とが常時連通しているので、上記第１及び第２実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、本例では、外側ポートｐ１０が、外側ハウジング９における内側ポートｐ１〜ｐ５の上側であって連通ポートｐ１１と略同じ高さに形成されているが、例えば、外側ポートｐ１０を、外側ハウジング９における内側ポートｐ１〜ｐ５の下側であって連通ポートｐ１２と略同じ高さに形成し、連通ポートｐ１２を介して前記連通空間８と常時連通するようにしてもよいことは言うまでも無い。

［第４実施形態］
図１１及び図１２は、本発明に係る流路切換弁の第４実施形態を示す縦断面図であり、図１１は、第１流れ状態（弁軸：下降位置）、図１２は、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示している。

本第４実施形態の流路切換弁４は、上記第２実施形態における流路切換弁２に対し、基本的に、上側背圧室３０と下側背圧室３１とを常時連通する連通路３２の構成が相違している。したがって、第２実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流路切換弁４は、上記第２実施形態と同様、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において六方切換弁として使用されるものであり、ここでは、弁軸２０を構成する連結軸２９がほぼ中実に形成され、連結軸２９の上端部に形成された中心穴２９ｂに、段付き円筒状の推力伝達軸２７の小径下部２７ｃが嵌挿されて圧入、ろう付け等により連結されている。

また、筒状保持部材１４（の底壁１４ｃ）に設けられた筒状嵌合部１４ｂが若干長く形成され、底壁１４ｃと内側ハウジング９Ａの上端部との間に隙間を持つように前記筒状嵌合部１４ｂが内側ハウジング９Ａの上部開口に嵌合（内嵌）されるとともに、その筒状嵌合部１４ｂの上部（詳細には、筒状嵌合部１４ｂのうち前記隙間に対応する部分）に横孔３２ａが形成されている。なお、この横孔３２ａは、内側ハウジング９Ａにおける連通ポートｐ１１より上側であって弁軸２０が上昇位置にあるときの第１弁体２１より上側に形成してもよい。

さらに、内側ハウジング９Ａにおける連通ポートｐ１２より下側であって蓋状部材１１の小径突設部１１ａの側方（すなわち、下側背圧室３１に対応する部分）に横孔３２ｂが形成されている。

これにより、本実施形態の流路切換弁４では、筒状保持部材１４の筒状嵌合部１４ｂの横孔３２ａ、内側ハウジング９Ａの上端部と筒状保持部材１４の底壁１４ｃとの間に形成される隙間を含む内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９との間（言い換えれば、内側ハウジング９Ａの外側）の連通空間８、及び、内側ハウジング９Ａの横孔３２ｂによって、上側背圧室３０と下側背圧室３１とを常時連通する連通路３２が構成されている。

かかる構成の流路切換弁４でも、ステッピングモータ５０のロータ５７を回転駆動させると、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０が昇降することにより、上述の第２実施形態と同様に、５つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５及び外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向、流路）が切り換えられるが、内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９との間の連通空間８を含む連通路３２を介して、第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０と第４弁体２４の下側に画成される下側背圧室３１とが常時連通しているので、上記第１、第２、及び第３実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態では、弁軸２０を構成する連結軸２９における貫通孔を省略できるので、弁軸２０自体を比較的シンプルな構成とすることもできるといった効果もある。

なお、この場合、上側背圧室３０と下側背圧室３１とは、内側ハウジング９Ａの外側の連通空間８等を含む連通路３２を介して常時連通しているので、内側ハウジング９Ａの連通ポートｐ１１、ｐ１２の一方を省略してもよいし、前記連通ポートｐ１１、ｐ１２とは異なる位置に弁室７と連通空間８とを連通する連通ポートを形成してもよい。

［第５実施形態］
図１３及び図１４は、本発明に係る流路切換弁の第５実施形態を示す縦断面図であり、図１３は、第１流れ状態（弁軸：下降位置）、図１４は、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示している。

本第５実施形態の流路切換弁５は、上記第４実施形態における流路切換弁４に対し、基本的に、内側ハウジング９Ａに形成された内側ポートｐ１〜ｐ５や連通ポートｐ１１、ｐ１２の内周付近の形状が相違している。したがって、第４実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流路切換弁５は、上記第４実施形態と同様、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において六方切換弁として使用されるものであり、ここでは、弁軸２０を構成する連結軸２９が、３つの第１連結軸構成体２９Ａ〜２９Ｃと１つの第２連結軸構成体２９Ｄとから構成されている。

各第１連結軸構成体２９Ａ〜２９Ｃの上端部には、短円柱状の弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３）が一体的に形成されるとともに、その下端部には、推力伝達軸２７の小径下部２７ｃと同形の小径嵌挿部２９Ａａ〜２９Ｃａが形成されている。また、第２連結軸構成体２９Ｄの上端部には、短円柱状の弁体（第４弁体２４）が一体的に形成されている。

第１連結軸構成体２９Ａの上端部に形成された中心穴２９Ａｂに、推力伝達軸２７の小径下部２７ｃが上側から嵌合されて圧入、ろう付け等により一体的に連結され、第１連結軸構成体２９Ｂの上端部に形成された中心穴２９Ｂｂに、第１連結軸構成体２９Ａの小径嵌挿部２９Ａａが上側から嵌合されて一体的に連結され、第１連結軸構成体２９Ｃの上端部に形成された中心穴２９Ｃｂに、第１連結軸構成体２９Ｂの小径嵌挿部２９Ｂａが上側から嵌合されて一体的に連結され、第２連結軸構成体２９Ｄの上端部に形成された中心穴２９Ｄｂに、第１連結軸構成体２９Ｃの小径嵌挿部２９Ｃａが上側から嵌合されて一体的に連結されることで、軸線Ｏ方向に沿って配在されるとともに、軸線Ｏ方向に離間して短円柱状の４つの弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）が設けられた前記弁軸２０が構成されている。

また、ここでは、第１連結軸構成体２９Ａの第１弁体２１の上端面と推力伝達軸２７の中間胴部２７ｂの下端段差面との間に、小径下部２７ｃの圧入時において押さえ部材２１Ｃが挟み込まれて固定され、この押さえ部材２１Ｃと第１弁体２１の上端外周に形成された段差部とで形成される環状溝に、第１弁体２１（の外周面）と内側ハウジング９Ａ（の内周面）との間（に形成される摺動面隙間）をシールする前記シール部材２１Ａが装着されるとともに、そのシール部材２１Ａの外側に、PTFE（テフロン（登録商標））等からなる前記パッキン２１Ｂが装着されている。

また、第１連結軸構成体２９Ｂの第２弁体２２と第１連結軸構成体２９Ａとの間、第１連結軸構成体２９Ｃの第３弁体２３と第１連結軸構成体２９Ｂとの間、及び、第２連結軸構成体２９Ｄの第４弁体２４と第１連結軸構成体２９Ｃとの間にも、同様に、押さえ部材２２Ｃ〜２４Ｃが挟み込まれて固定されており、各押さえ部材２２Ｃ〜２４Ｃと第２〜第４弁体２２〜２４とで形成される環状溝に、前記シール部材２２Ａ〜２４Ａ及び前記パッキン２２Ｂ〜２４Ｂが装着されている。

また、本実施形態では、内側ハウジング９Ａの内周における内側ポートｐ１〜ｐ５及び連通ポートｐ１１、ｐ１２が形成された部分が、全周に亘って凹状に形成されており（凹面部ｓ１〜ｓ５、ｓ１１、ｓ１２）（リセス加工ともいう）、その凹面部ｓ１〜ｓ５、ｓ１１、ｓ１２の上面及び下面に、円錐台面からなるテーパ面部ｔ１〜ｔ５、ｔ１１、ｔ１２が設けられている。

なお、図示例では、テーパ面部ｔ１〜ｔ５、ｔ１１、ｔ１２が円錐台面から構成され、縦断面で視たときに直線状を有しているが、例えば、テーパ面部ｔ１〜ｔ５、ｔ１１、ｔ１２を、縦断面で視たときに内側へ向かって凸あるいは外側へ向かって凸となるような曲線状に形成してもよい。また、内側ポートｐ１〜ｐ５及び連通ポートｐ１１、ｐ１２と内側ハウジング９Ａとの境界部分、あるいは、テーパ面部ｔ１〜ｔ５、ｔ１１、ｔ１２と内側ハウジング９Ａとの境界部分をＲ付けしてもよい。

かかる構成の流路切換弁５でも、ステッピングモータ５０のロータ５７を回転駆動させると、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２、第３弁体２３、第４弁体２４）が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０が昇降することにより、上述の第４実施形態と同様に、５つの内側ポートｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５及び外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向、流路）が切り換えられるが、内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９との間（言い換えれば、内側ハウジング９Ａの外側）の連通空間８を含む連通路３２を介して、第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０と第４弁体２４の下側に画成される下側背圧室３１とが常時連通しているので、上記第４実施形態と同様の作用効果が得られる。

また、本実施形態では、内側ハウジング９Ａの内周における内側ポートｐ１〜ｐ５及び連通ポートｐ１１、ｐ１２が形成された部分に、全周に亘って凹面部ｓ１〜ｓ５、ｓ１１、ｓ１２が設けられているので、流路切換時における各弁体の外周（各弁体の外周に設けられたパッキン２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂやシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａを含む）と内側ハウジング９Ａの内周との摺動抵抗を低減できるため、これによっても、流路切換時に弁体に作用する荷重を可及的に小さくでき、弁体の駆動トルクをより効果的に低減することができる。

また、各弁体の外周に設けられたシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａの外側には、シール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａの弾性変形を抑制すべく、比較的硬度の高いPTFE（テフロン（登録商標））等からなるパッキン２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂが装着されているものの、流路切換時にシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ｂが各内側ポート及び連通ポート上を通過するときに弾性変形して、パッキン２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂやシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａの外周部分が、各弁体の外周に形成された環状溝から突出する可能性はある。本実施形態では、内側ハウジング９Ａの内周における内側ポートｐ１〜ｐ５及び連通ポートｐ１１、ｐ１２が形成された部分（の上部及び下部）に、円錐台面からなるテーパ面部ｔ１〜ｔ５、ｔ１１、ｔ１２が設けられているので、例えば図１５に拡大図示されている如くに、流路切換時にパッキン２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂやシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａが各内側ポート及び連通ポート上を滑らかに通過するようになり、パッキン２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂやシール部材２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａが各内側ポート及び連通ポート上を通過するときの抵抗（図示例では、各内側ポート及び連通ポートが形成された部分に設けられた凹面部と内側ハウジングの内周との間の段差に起因する抵抗）を更に低減できるため、これによっても、流路切換時に弁体に作用する荷重を可及的に小さくでき、弁体の駆動トルクを更に効果的に低減することができる。

［第６実施形態］
図１６及び図１７は、本発明に係る流路切換弁の第６実施形態を示す縦断面図であり、図１６は、第１流れ状態（弁軸：下降位置）、図１７は、第２流れ状態（弁軸：上昇位置）を示している。

本第６実施形態の流路切換弁６は、上記第１実施形態における流路切換弁１に対し、基本的に、内側ハウジングに形成された内側ポート及び弁軸に形成された弁体の数が相違している。したがって、第１実施形態と同様の機能を有する構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略し、以下では、前記した相違点のみについて詳細に説明する。

本実施形態の流路切換弁６は、例えばヒートポンプ式冷暖房システム等において三方切換弁として使用されるものであり、その内側ハウジング９Ａの側部に、軸線Ｏ方向（縦方向）に並んで２つの内側ポートｐ１、ｐ２が開口せしめられるとともに、上側の内側ポートｐ１より上側に、弁室７と連通空間８を連通する連通ポートｐ１１が開口せしめられ、下側の内側ポートｐ２より下側に、弁室７と連通空間８を連通する連通ポートｐ１２が開口せしめられている。より詳細には、連通ポートｐ１１は、弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて第１弁体２１の上側に位置するように形成され、連通ポートｐ１２は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて第２弁体２２の下側に位置するように形成されている。すなわち、ここでは、連通ポートｐ１１は、第１弁体２１より常時上側に位置するように形成され、連通ポートｐ１２は、第２弁体２２より常時下側に位置するように形成されている。各内側ポートｐ１、ｐ２にはそれぞれ、（外側ハウジング９を貫通するようにして）導管継手＃１、＃２がろう付け等により横向きに取り付けられている。

また、弁軸２０を構成する推力伝達軸２７の中間胴部２７ｂが若干長く形成されるとともに、推力伝達軸２７（の小径下部２７ｃ）に連結される連結軸２９には、軸線Ｏ方向に離間して短円柱状の２つの弁体（第１弁体２１、第２弁体２２）が一体的に形成されている。各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２）は、内側ハウジング９Ａに開口せしめられた２個の内側ポートｐ１、ｐ２の穴径とほぼ同じ距離だけ離間して、言い換えれば、各弁体間に、内側ハウジング９Ａに開口せしめられた２個の内側ポートｐ１、ｐ２のうちの一方に連通される大きさの空間を画成するように、前記連結軸２９に配設されている。また、第１弁体２１は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて２つの内側ポートｐ１、ｐ２の間かつ弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて内側ポートｐ１と連通ポートＰ１１との間に位置するように連結軸２９に配設され、第２弁体２２は、弁軸２０が下降位置にあるときにおいて内側ポートｐ２と連通ポートｐ１２との間かつ弁軸２０が上昇位置にあるときにおいて２つの内側ポートｐ１、ｐ２の間に位置するように連結軸２９に配設されている。

本例では、連結軸２９の上端部に第１弁体２１が形成され、その下端部に第２弁体２２が形成されている。また、本例でも、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２）の外周に形成された環状溝には、Ｏリング等のシール部材２１Ａ、２２Ａが装着されるとともに、各シール部材の２１Ａ、２２Ａの外側には、PTFE（テフロン（登録商標））等からなるリング状のパッキン（キャップシールともいう）２１Ｂ、２２Ｂが装着されている。

かかる構成の流路切換弁６でも、ステッピングモータ５０のロータ５７を回転駆動させると、各弁体（第１弁体２１、第２弁体２２）が内側ハウジング９Ａに内接せしめられた状態で弁室７内で弁軸２０が昇降することにより、２つの内側ポートｐ１、ｐ２及び外側ポートｐ１０の間の連通状態（流れ方向、流路）が切り換えられる。

すなわち、ステッピングモータ５０のロータ５７を一方向に回転駆動させると、上記第１実施形態と同様、弁軸２０が下降位置（ここでは、弁軸２０の下端部に設けられ第２弁体２２が蓋状部材１１のストッパ部１１ｓに衝接して停止せしめられた位置）をとるが、この下降位置では、第１弁体２１が内側ポートｐ１と内側ポートｐ２との間に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ２と連通ポートｐ１２との間に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、内側ポートｐ２の真横に位置せしめられる。これにより、内側ポートｐ１と外側ポートｐ１０が、弁室７における第１弁体２１より上側の空間（上側背圧室３０）、連通ポートｐ１１、連通空間８を介して連通するとともに、弁室７における第１弁体２１より上側の空間（上側背圧室３０）、弁軸２０内に設けられた連通路３２Ａ（推力伝達軸２７の横孔２７ｅ及び貫通孔２７ｄ、連結軸２９の貫通孔２９ａ）、蓋状部材１１（の小径突設部１１ａ）の縦孔１１ｖ及び横孔１１ｕ、弁室７における第２弁体２２より下側の空間（下側背圧室３１）、連通ポートｐ１２、連通空間８を介して連通する（図１６に示す第１流れ状態）。

それに対し、ステッピングモータ５０のロータ５７を他方向に回転駆動させると、上記第１実施形態と同様、弁軸２０が上昇位置をとるが、この上昇位置では、第１弁体２１が連通ポートｐ１１と内側ポートｐ１との間に位置し、第２弁体２２が内側ポートｐ１と内側ポートｐ２との間に位置せしめられ、第１弁体２１と第２弁体２２の間の空間が、内側ポートｐ１の真横に位置せしめられる。これにより、内側ポートｐ２と外側ポートｐ１０が、弁室７における第２弁体２２の下側の空間（下側背圧室３１）、連通ポートｐ１２、連通空間８を介して連通するとともに、弁室７における第２弁体２２の下側の空間（下側背圧室３１）、弁軸２０内に設けられた連通路３２Ａ（推力伝達軸２７の横孔２７ｅ及び貫通孔２７ｄ、連結軸２９の貫通孔２９ａ）、弁室７における第１弁体２１より上側の空間（上側背圧室３０）、連通ポートｐ１１、連通空間８を介して連通する（図１７に示す第２流れ状態）。

ここで、本実施形態においても、弁軸２０内に設けられた連通路３２Ａ、及び、内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９との間の連通空間８を含む連通路３２Ｂ（詳細には、内側ハウジング９Ａの２つの連通ポートｐ１１、ｐ１２、及び、内側ハウジング９Ａと外側ハウジング９との間の連通空間８によって構成される連通路３２Ｂ）を介して、第１弁体２１の上側に画成される上側背圧室３０と第２弁体２２の下側に画成される下側背圧室３１とが常時連通しているので、上記第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、この場合、上側背圧室３０と下側背圧室３１とは、内側ハウジング９Ａの外側の連通空間８等を含む連通路３２Ｂを介して常時連通しているので、上記第４実施形態と同様に、弁軸２０を構成する連結軸２９をほぼ中実に形成する等して、弁軸２０内に設けられた連通路３２Ａを省略してもよいことは勿論である。

また、本第６実施形態の流路切換弁６と同様の構成を採用することにより、五方切換弁等といった流体（冷媒）の流れ方向（流路）を奇数方向に切り換える流路切換弁を構成し得ることは言うまでも無い。

なお、上記第１〜第６実施形態では、主に、弁体を昇降させるための昇降駆動部としてステータとロータとを有するステッピングモータを用いた電動式の流路切換弁を採用しているが、例えば昇降駆動部としてソレノイド等を用いた電磁式の流路切換弁を採用してもよいことは勿論である。

１ 流路切換弁（第１実施形態）
２ 流路切換弁（第２実施形態）
３ 流路切換弁（第３実施形態）
４ 流路切換弁（第４実施形態）
５ 流路切換弁（第５実施形態）
６ 流路切換弁（第６実施形態）
７ 弁室
８ 連通空間
９ 外側ハウジング
９Ａ 内側ハウジング
１０ 弁本体
１１ 蓋状部材
２０ 弁軸
２１ 第１弁体
２２ 第２弁体
２３ 第３弁体
２４ 第４弁体
２１Ａ〜２４Ａ シール部材
２１Ｂ〜２４Ｂ パッキン
２７ 推力伝達軸
２９ 連結軸
３０ 上側背圧室
３１ 下側背圧室
３２ 連通路
４０ 不思議遊星歯車式減速機構
５０ ステッピングモータ（昇降駆動部）
５５ ステータ
５７ ロータ
５８ キャン
ｐ１〜ｐ５ 内側ポート
ｐ１０ 外側ポート
ｐ１０ａ 開口
ｐ１１、ｐ１２ 連通ポート
＃１〜＃５、＃１０ 導管継手

Claims (15)

1. 弁室を有する筒状の内側ハウジングと、
   前記内側ハウジングの外側に連通空間を形成すべく、該内側ハウジングの外側に配在された外側ハウジングと、
   前記弁室に昇降可能に配在されるとともに、前記内側ハウジングに内接せしめられた少なくとも２つの弁体が軸線方向に離間して設けられた弁軸と、
   前記弁室内で前記弁軸を昇降させるための昇降駆動部と、を備え、
   前記内側ハウジングには、前記弁室に開口する少なくとも２つの内側ポートが軸線方向に離間して開口せしめられるとともに、前記弁室と前記連通空間とを常時連通する少なくとも１つの連通ポートが開口せしめられ、
   前記外側ハウジングには、前記連通空間に常時連通する外側ポートが開口せしめられ、
   前記弁室における前記少なくとも２つの弁体より上側に画成される上側背圧室と前記弁室における前記少なくとも２つの弁体より下側に画成される下側背圧室とは常時連通せしめられており、
   前記少なくとも２つの弁体が前記内側ハウジングに内接せしめられた状態で前記昇降駆動部により前記弁室内で前記弁軸を昇降させることにより、前記少なくとも２つの内側ポート及び前記外側ポートの間の連通状態が切り換えられるようになっていることを特徴とする流路切換弁。
2. 前記連通空間は、前記内側ハウジングの外周に形成されている、又は、前記内側ハウジングの外周の一部に形成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. 前記内側ハウジンングの外周にＤカット面が設けられ、該Ｄカット面と前記外側ハウジングの内周面とによって前記連通空間が形成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。
4. 前記少なくとも２つの内側ポートと前記外側ポートとが、軸線方向で視て反対側もしくは同じ側に開口せしめられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流路切換弁。
5. 前記連通ポートは、前記少なくとも２つの内側ポートより上側及び前記少なくとも２つの内側ポートより下側に、前記少なくとも２つの弁体のうち最も上側の弁体と最も下側の弁体との間隔と同間隔をあけて開口せしめられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の流路切換弁。
6. 前記外側ポートは、前記連通空間に開口せしめられて前記連通空間に常時連通するようになっている、あるいは、前記内側ハウジングにおける前記連通ポートと同じ高さに開口せしめられた開口を介して前記連通空間に常時連通するようになっていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の流路切換弁。
7. 前記上側背圧室と前記下側背圧室とは、前記弁軸内に設けられた連通路を介して常時連通せしめられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の流路切換弁。
8. 前記上側背圧室と前記下側背圧室とは、前記連通空間を介して常時連通せしめられていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の流路切換弁。
9. 前記昇降駆動部が、前記弁軸と一体に連結されたロータと該ロータを回転させるためのステータとを有するステッピングモータで構成されていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の流路切換弁。
10. 前記少なくとも２つの弁体の外周にシール部材が装着されるとともに、該シール部材の外側に該シール部材より硬度の高いパッキンが装着されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の流路切換弁。
11. 前記内側ハウジングの内周における前記少なくとも２つの内側ポート及び前記少なくとも１つの連通ポートが形成された部分に凹面部が設けられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の流路切換弁。
12. 前記凹面部の上面及び／又は下面にテーパ面部が設けら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. 前記弁軸が、それぞれに１つの弁体が設けられた複数の連結軸構成体を含んで構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の流路切換弁。
14. 前記外側ハウジング又は前記内側ハウジングに、前記弁軸の下降を制限するストッパ部を有する蓋状部材が取り付けら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。
15. 前記蓋状部材には、前記ストッパ部に前記弁軸が衝接して停止せしめられたときに、前記上側背圧室と前記下側背圧室とを常時連通すべく前記弁軸内に設けられた連通路と連通する縦孔及び横孔が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。

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