JP2024002487A - ロータリー式切換弁の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、副弁の傾きを抑制して均圧孔への流体漏れを防止することができ、副弁から駆動部への力の伝達を抑制してクリープ変形を防止し、作動性を安定させるロータリー式切換弁の制御方法を得ることを目的とする。【解決手段】ロータリー式切換弁１００は、弁本体１と、弁座部２０と、中心軸６まわりに回転可能に設けられる主弁３と、中心軸６まわりに回転可能に設けられて主弁３の均圧孔３０ａを開閉する副弁４と、副弁４を駆動する駆動部５と、を備えている。主弁３は、副弁４を当接させ回転を停止させる副弁ストッパ３１ａ１を有している。駆動部５は、駆動軸を有する電動モータを備えている。ロータリー式切換弁１００の制御方法では、副弁ストッパ３１ａ１に副弁４が当接する所定回転位置まで駆動軸を回転させた後、所定の戻し角度だけ駆動軸を逆回転させるように電動モータを制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、ロータリー式切換弁の制御方法に関する。

従来、弁ハウジングと、主弁と、副弁と、駆動部と、を備えたロータリー式切換弁が知られており、駆動部により回転駆動される副弁を介して主弁が回転することで、主弁の弁通路によって連通させるポートが切り換えられる。駆動部は、中心軸に回転可能に配置されたウォームホイールと、このウォームホイールに歯合されたウォーム歯車と、このウォーム歯車を回転させるモータと、を有し、ウォームホイールは、カム部を介して副弁と回転規制された状態で接続されている。主弁は、弁ハウジングのストッパピンに当接することで２箇所の切換位置にて回転規制され、回転規制された主弁に対し、副弁は、主弁のストッパ部に当接するまで回転駆動されるか、または、ばねの付勢力が主弁に作用した状態で所定の停止位置まで回転駆動される。

特開２０２１－１２４１１９号公報

上述のロータリー式切換弁では、副弁の回転駆動が停止された状態において、主弁に副弁が直接当接して押し付けられるか、または、主弁との間のばねで副弁が付勢されていることから、その力（押し付け力や付勢力）によって副弁が傾き、主弁の均圧孔と副弁のシール面とに隙間が生じて冷媒が低圧側に漏れる可能性がある。また、副弁に作用する力がウォームホイールやウォーム歯車にも伝達され、これらの噛合い部に面圧が加わることで、ウォームホイールやウォーム歯車が樹脂製だった場合、長期的にクリープ変形が生じて作動性が低下する可能性がある。

本発明は、副弁の傾きを抑制して均圧孔への流体漏れを防止することができ、副弁から駆動部への力の伝達を抑制してクリープ変形を防止し、作動性を安定させるロータリー式切換弁の制御方法を得ることを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のロータリー式切換弁の制御方法は、弁室を構成する弁本体と、前記弁室に開口する複数のポートを有する弁座部と、前記弁本体の内部で前記弁座部に交差する中心軸まわりに回転可能に設けられる主弁と、前記中心軸まわりに回転可能に設けられて前記主弁の均圧孔を開閉する副弁と、前記副弁を回転駆動する駆動部と、を備えるロータリー式切換弁の制御方法であって、前記主弁は、前記副弁に当接して前記副弁の回転を停止させる副弁ストッパを有し、前記駆動部は、駆動軸を有する電動モータを備え、前記副弁ストッパに前記副弁が当接する所定回転位置まで前記駆動軸を回転させた後、所定の戻し角度だけ前記駆動軸を逆回転させるように前記電動モータを制御することを特徴とする。

このような本発明によれば、副弁ストッパに副弁が当接する所定回転位置まで駆動軸を回転させた際に、主弁に副弁が押し付けられることなどして副弁が傾いたとしても、所定の戻し角度だけ駆動軸を逆回転させるように電動モータを制御することでその押し付け力を低減し、副弁の傾きを解消することができる。このため、副弁の傾きによる均圧孔への流体漏れを抑制することができる。また、副弁の傾きによって駆動部に想定外の力が継続的に加わることを抑制することができる。したがって、副弁の傾きを抑制して均圧孔への流体漏れを防止することができ、副弁から駆動部への力の伝達を抑制してクリープ変形を防止し、作動性を安定させるロータリー式切換弁の制御方法を得ることができる。

また、この際、前記戻し角度は、前記駆動部内に生じるガタ、および、前記副弁を支持する前記中心軸と前記副弁との間に生じるガタの少なくとも一方に基づく角度である下限角度より大きく、かつ、前記均圧孔と前記副弁の回転位置に基づく角度である上限角度より小さく設定されていることが好ましい。

また、前記駆動部は、前記駆動軸の回転に伴って回転するウォームと、前記ウォームに噛み合って回転可能なウォームホイールと、を備え、前記下限角度は、前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛み合い部分に生じるガタである噛み合いガタの寸法分だけ、前記ウォームが回転するための角度である第一角度であり、前記戻し角度は、前記第一角度より大きく、前記上限角度は、前記副弁によって前記均圧孔が閉じられた状態である閉状態が維持される前記副弁の回転位置に基づいて設定される第二角度であることが好ましい。このような構成によれば、電動モータの駆動軸の戻し角度を下限角度である第一角度より大きくすることで、下限角度の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることにより、主弁に押し付けられた状態の副弁を介してウォームおよびウォームホイールの噛み合い部分に作用した面圧を低減することができる。これにより、ウォームおよびウォームホイールのクリープ変形を防止することができる。また、所定回転位置に位置する副弁が主弁に押し付けられるなどして傾いた場合に、下限角度の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることで、副弁の傾きを解消することができる場合が多い。したがって、副弁の傾きによる均圧孔への流体漏れを防止しやすくすることができる。また、この際、戻し角度の上限角度を、均圧孔の閉状態が維持される副弁の回転位置に基づいて設定される第二角度より小さくすることで、上述のように駆動軸を逆回転させても均圧孔の閉状態を確実に維持できるので、均圧孔への流体漏れが発生することを確実に防止することができる。

また、前記ウォームホイールと前記副弁とは、互いに回転力を伝達可能な嵌合構造によって接続され、前記下限角度は、前記嵌合構造における前記ウォームホイールと前記副弁との回転方向のガタである第二ガタの寸法分だけ、前記ウォームホイールが回転するための角度である第三角度に、前記第一角度を加えた角度であり、前記戻し角度は、前記第三角度に前記第一角度を加えた角度より大きいことが好ましい。このような構成によれば、第三角度と第一角度の合計を下限角度とし、この下限角度より大きな角度に戻し角度を設定したので、ウォームおよびウォームホイールの噛み合い部分に作用した面圧に加えて、主弁に押し付けられた状態の副弁を介してウォームホイールと副弁の嵌合構造に作用した力を、下限角度の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることにより低減することができる。これにより、ウォーム、ウォームホイール、および副弁の嵌合構造のクリープ変形を防止することができる。

また、所定回転位置に位置する副弁が主弁に押し付けられるなどして傾いた場合に、下限角度の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることで、副弁の傾きを解消することができる場合があるのは、上述のとおりだが、第三角度に、第一角度を加えた角度を下限角度としたので、前記のように下限角度を第一角度としたときよりも副弁の傾きが解消する可能性を高くすることができる。したがって、下限角度が第一角度に設定された場合よりも、副弁の傾きによる均圧孔への流体漏れを防止しやすくすることができる。

また、前記下限角度は、前記所定回転位置に位置する前記副弁の傾きを完全に解消するための余裕角度である第四角度に、前記第一角度及び前記第三角度を加えた角度であることが好ましい。このような構成によれば、第一角度と第三角度と第四角度の合計を下限角度とし、この下限角度よりも大きな角度に戻し角度を設定したので、所定回転位置に位置する副弁が主弁に押し付けられるなどして傾いた場合に、下限角度の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることで、副弁の傾きを完全に解消することができる。したがって、副弁の傾きによる均圧孔への流体漏れをより確実に防止することができる。また、これに加え、ウォーム、ウォームホイール、および副弁の嵌合構造のクリープ変形を防止することができる。

また、前記主弁には、前記均圧孔が前記副弁に向かって開口する副弁弁座シート面が設けられ、前記副弁には、前記副弁弁座シート面に対して平行に接する平行状態で前記均圧孔を閉じるシール面が設けられ、前記第一角度と、前記第三角度と、前記第四角度と、の合計角度は、前記所定の戻し角度だけ前記駆動軸を逆回転させるように前記電動モータを制御する際に、前記シール面が、前記副弁弁座シート面に対して前記平行状態でない非平行状態から前記平行状態に戻るための、前記駆動軸の回転角度であることが好ましい。このような構成によれば、非平行状態となった副弁によって均圧孔が予期せず開いてしまう場合にも、前記第一角度と、前記第三角度と、前記第四角度と、の合計角度の分より大きく、上述のように駆動軸を回転させることで、副弁を平行状態に戻すことができる。したがって、副弁の傾きによる均圧孔への流体漏れをより確実に防止することができる。

また、前記主弁には、前記均圧孔が前記副弁に向かって開口する副弁弁座シート面が設けられ、前記副弁には、前記均圧孔の開口端縁で囲まれた部分の面積以上に設定されたシール面が設けられ、前記シール面は、前記副弁の回転に合わせて前記副弁弁座シート面に摺接しながら前記均圧孔を開閉するように設けられ、前記第二角度を設定する基となる前記副弁の前記回転位置は、前記均圧孔を閉じている前記シール面が摺接方向に移動した場合に、前記均圧孔を閉じた状態の前記シール面の端縁が前記均圧孔の開口端縁に重なる位置であることが好ましい。このような構成によれば、戻し角度の上限角度である第二角度を設定する基となる副弁の回転位置は、均圧孔を閉じているシール面が摺接方向に移動した場合に、均圧孔を閉じた状態のシール面の端縁が均圧孔の開口端縁に重なる位置となる。このため、駆動軸を上述のように逆回転させた場合に、摺接方向に移動するシール面の端縁が均圧孔の開口内に位置する直前の位置（すなわち均圧孔が開く直前の位置）で副弁の回転を止めることができ、この位置以上に副弁が回転して均圧孔が開いてしまうことを防止することができる。

本発明によれば、副弁の傾きを抑制して均圧孔への流体漏れを防止することができ、副弁から駆動部への力の伝達を抑制してクリープ変形を防止し、作動性を安定させるロータリー式切換弁の制御方法を得ることができる。

本発明の一実施形態に係るロータリー式切換弁の均圧孔が閉じた閉状態を示す組立断面図。 前記ロータリー式切換弁の均圧孔が開いた開状態を示す組立断面図。 （Ａ）は、主弁を斜め上から見た斜視図であり、（Ｂ）は、主弁を斜め下から見た斜視図。 （Ａ）は、副弁を斜め上から見た斜視図であり、（Ｂ）は、副弁を斜め下から見た斜視図。 （Ａ）は、主弁の冷房時における流路切換位置を示す底面図であり、（Ｂ）は、主弁の暖房時における流路切換位置を示す底面図。 （Ａ）は、ロータリー式切換弁の第一動作を示す主弁および副弁の概略図であり、（Ｂ）は、図６（Ａ）のＡ－Ａ線断面図。 （Ａ）は、ロータリー式切換弁の第二動作を示す主弁および副弁の概略図であり、（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ－Ａ線断面図。 （Ａ）は、ロータリー式切換弁の第三動作を示す主弁および副弁の概略図であり、（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ－Ａ線断面図。 （Ａ）は、ロータリー式切換弁の第四動作を示す主弁および副弁の概略図であり、（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ－Ａ線断面図。 （Ａ）は、ロータリー式切換弁の第五動作を示す主弁および副弁の概略図であり、（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＡ－Ａ線断面図。 （Ａ）は下限角度の分、駆動軸を回転させた際の副弁の位置を示す図であり、（Ｂ）は、上限角度の分、駆動軸を回転させた際の副弁の位置を示す図。 は、副弁と主弁の中心軸まわりの回転が規制された状態を示す断面図。 は、副弁の傾きを示す図１２のＡ－Ａ線矢視断面図。 （Ａ）は、駆動部を示す平面図であり、（Ｂ）は、図１４（Ａ）の領域Ａにおける部分拡大図。 （Ａ）は、中心軸が副弁を支持した状態を示す断面図であり、（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＢ－Ｂ線矢視断面図。 （Ａ）は、冷房運転時の状態を示す冷凍サイクルシステムの概略図であり、（Ｂ）は、暖房運転時の状態を示す冷凍サイクルシステムの概略図。

以下、本発明の実施形態を図１～１６に基づいて説明する。なお、図において矢印Ｘ、矢印Ｙは、互いに直交する方向であり、矢印Ｘを弁本体１および中心軸６の軸線方向とし、「軸線Ｘ方向」と記す。また、軸線Ｘ方向の一方側を「上側Ｘ１」とし、他方側を「下側Ｘ２」と記す。また、軸線Ｘ方向に交差する交差方向を矢印Ｙで示し、「径方向Ｙ」と記す。そして、特に径方向Ｙにおいて中心軸６のある側を「内側」とし、内側の反対側を「外側」とする。これは、あくまでも説明の便宜のためであり、必ずしもロータリー式切換弁１００の実際の使用状態における方向と一致するとは限らず、ロータリー式切換弁１００の実際の使用状態における方向を限定するものではない。

ロータリー式切換弁１００は、弁本体１と、弁座部材２と、主弁３と、副弁４と、駆動部５と、中心軸６と、を備えている。弁本体１は、軸線Ｘ方向に延びる筒状の第一円筒部１０と、第一円筒部１０に連続し第一円筒部１０よりも縮径した有底筒状の第二円筒部１１と、を備え、主弁３、副弁４、駆動部５、および中心軸６を収容している。第一円筒部１０の内部は、弁室１０ａを構成している。第二円筒部１１の内部は、主に駆動部５等を収容する収容部１１ａを構成している。

弁座部材２は、円柱状の弁座部２０と、弁座部２０の外周に形成されたフランジ部２１と、を備えている。弁座部２０は、外周面が第一円筒部１０の内周面に接するようにして弁本体１に嵌め込まれており、その上面は、径方向Ｙに延びる弁座面２０ａを構成している。図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、弁座部２０には、弁座部２０の下端部から弁座面２０ａまで貫通して弁室１０ａに開口する４個のポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅが設けられている。各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅは、それぞれ９０°離間する位置に開口している。

図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、４個のポートは、弁室１０ａと圧縮機Ｐの冷媒の吐出側に連通されるＤポート２０Ｄと、圧縮機Ｐの冷媒の吸入側に連通されるＳポート２０Ｓと、室外熱交換器６０側に連通されるＣ切換ポート２０Ｃと、室内熱交換器８０側に連通されるＥ切換ポート２０Ｅと、で構成されている。各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅには、それぞれ継手管８（図１にのみ図示）が接続されて冷媒の流路を構成している。フランジ部２１は、上面が第一円筒部１０の下端面に接触した状態で、溶接により弁本体１に固定されている。

主弁３は、樹脂で形成された部材であり、弁本体１の内部で中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に設けられている。図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、主弁３は、下側Ｘ２（弁座部２０側）に開口する椀状の椀部３０と、椀部３０に連続して上側Ｘ１に延びる円柱状のピストン部３１と、を備えている。椀部３０には、弁座面２０ａに向かって開口する低圧流路３０Ｌおよび高圧流路３０Ｈと、低圧流路３０Ｌの天井から収容部１１ａに連通する均圧孔３０ａと、が形成されている。

低圧流路３０Ｌは、上述のポート各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅのうち隣り合う２個のポートを連通させる弁通路であり、中心軸６を挟んで高圧流路３０Ｈと対向して設けられている。図３（Ｂ）に示すように、低圧流路３０Ｌには、その開口端縁から下側Ｘ２に向かって突出するリブ３２が設けられており、リブ３２の下端面は低圧シール面３２ａを構成している。図１に示すように、低圧シール面３２ａは、弁座面２０ａに摺接可能となっており、低圧シール面３２ａと弁座面２０ａと、で囲まれて弁室１０ａと隔てられた空間によって上述の４個のポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅのうち２個が連通されるようになっている。

図３（Ｂ）に示すように、低圧流路３０Ｌには、その径方向Ｙの内側の壁から径方向Ｙ外側の壁に亘って補強部材７が設置されている。補強部材７は、主弁３内外の圧力差による応力により、低圧流路３０Ｌが変形することを防止するための部材であり、金属材料や、樹脂等の材料で棒状に形成され、圧入等によって低圧流路３０Ｌ内に固定されている。

高圧流路３０Ｈは、各ポート２０Ｄ、２０Ｓ、２０Ｃ、２０Ｅのうち、隣り合う２個のポートを連通させる弁通路である。図１、図２に示すように、高圧流路３０Ｈの径方向Ｙ外側の壁には、図における断面視で径方向Ｙ内側に向かって切欠き部３０Ｈ１が形成されている。これにより、高圧流路３０Ｈは、弁室１０ａと隔てられない常時開放した空間となっている。

椀部３０の底面には、下側Ｘ２に突出する一対の摺動リブ３０ｂが形成されている。摺動リブ３０ｂは、図３（Ｂ）に示すように、椀部３０の底面において高圧流路３０Ｈが形成される側の半円部に、周方向に間隔をあけて形成されている。

ピストン部３１は、その周囲にピストンリングＲを嵌め込むように形成されており、ピストンリングＲは、図１に示すように、主弁３が軸線Ｘ方向に変位する際に第二円筒部１１の内周面に摺接するようになっている。ピストン部３１の中心部には、上側Ｘ１に開口する円筒状の凹部が形成されており、この凹部は、副弁４を収容する副弁収容室３１ａを構成している。

副弁収容室３１ａの内周面には、図３（Ａ）に示すように、径方向Ｙ内方に突出し軸線Ｘ方向に延びる柱状の副弁ストッパ３１ａ１が、中心軸６まわり（軸線Ｘまわり）の周上で周方向に間隔をあけて２個形成されている。副弁ストッパ３１ａ１は、後述する副弁４の拡径部４０ａに当接して副弁４の回転を停止させる部分である。

副弁収容室３１ａの底面には、主弁側クラッチ部３３が形成されている。主弁側クラッチ部３３は、上側Ｘ１に凸となり中心軸６まわりの周上で周方向に等しい間隔をあけて３個形成された主弁凸部３３ａにより構成されている。各主弁凸部３３ａは、中心軸６まわりの断面形状が台形状であり、中心軸６まわりの左右両端部がそれぞれ、上側Ｘ１に向かうほど互いに近づく方向に傾斜するテーパ面となっている。これら主弁凸部３３ａのうち、１個には、上述の均圧孔３０ａの上側Ｘ１の端部が開口している。この均圧孔３０ａが開口する主弁凸部３３ａの上面は、後述する副弁凸部４２ａの下端面であるシール面４２ａ１に接する副弁弁座シート面３３ａ１を構成している。すなわち、主弁３には、均圧孔３０ａが副弁４に向かって開口する副弁弁座シート面３３ａ１が設けられている。

副弁収容室３１ａの底面中央部は、中心軸６の軸受部を構成し、この軸受部の中心には、軸線Ｘ方向に沿って椀部３０の下端部まで貫通する軸挿入孔３ａが形成されている。軸挿入孔３ａには、中心軸６の後述する下側部分６ｂが挿入されており、これによって、後述する主弁ストッパ９に当接する第一切換位置（切換位置、図５（Ａ）が示す位置）と、第二切換位置（切換位置、図５（Ｂ）が示す位置）と、の間で、主弁３が中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に支持されている。

副弁４は、金属で形成された部材であり、主弁３と同様に、中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に設けられている。図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、副弁４は、副弁収容室３１ａに収容される略円板状のフランジ部４０と、フランジ部４０の中央に形成され軸線Ｘ方向に延びるボス部４１と、を備えている。フランジ部４０の周方向略半分の部分には、他の部分よりも径方向Ｙ外側に突出した拡径部４０ａが形成されており、拡径部４０ａの周方向一端部は、上述の副弁ストッパ３１ａ１のうちの一方に当接し、拡径部４０ａの周方向他端部は、副弁ストッパ３１ａ１のうち他方に当接するように構成されている。

具体的には、拡径部４０ａの周方向一端部または周方向他端部は、上述の主弁３が第一切換位置または第二切換位置で主弁ストッパ９に当接し回転を規制された状態で、副弁４が中心軸６まわりに回転した際に、上述の副弁ストッパ３１ａ１に当接するようになっている。そして、この当接によって副弁４の中心軸６まわりの回転が規制されるようになっている。図１２に示すように、拡径部４０ａの周方向一端部から周方向他端部までの中心軸６まわりの拡径部４０ａのない部分の角度は、略２１０°となっている。そして、主弁３の各副弁ストッパ３１ａ１の位置関係（周方向に何°離れているか）により、副弁４の中心軸６まわりの弁本体１に対する最大回転量が、略２１０°に設定されている。

フランジ部４０の下面には、副弁側クラッチ部４２が形成されている。副弁側クラッチ部４２は、主弁凸部３３ａと同一円周上で下側Ｘ２に凸となり、中心軸６まわりの周上で周方向に等しい間隔をあけて３個形成された副弁凸部４２ａにより構成されている。一の副弁凸部４２ａと、他の副弁凸部４２ａと、の間には、上述の主弁凸部３３ａの１個が位置することができるようになっており、これによって、上述の主弁側クラッチ部３３と副弁側クラッチ部４２とが互いに噛み合うようになっている。副弁凸部４２ａは、中心軸６まわりの断面形状が台形状であり、中心軸６まわりの左右両端部がそれぞれ、下側Ｘ２に向かうほど互いに近づく方向に傾斜するテーパ面となっている。

副弁凸部４２ａ下端面は、上述のとおり副弁弁座シート面３３ａ１に接するシール面４２ａ１を構成している。シール面４２ａ１は、副弁４の回転に合わせて副弁弁座シート面３３ａ１に摺接しながら均圧孔３０ａを開閉するように構成されており、副弁弁座シート面３３ａ１に対して平行に接する平行状態で均圧孔３０ａを閉じて、この均圧孔３０ａを閉状態とするように構成されている。シール面４２ａ１の面積は、均圧孔３０ａの開口端縁で囲まれた部分の面積以上に設定されている。このため、均圧孔３０ａを閉状態にした副弁４が中心軸６まわりに回転し、これに合わせてシール面４２ａ１が移動しても、すぐには均圧孔３０ａは開口しない。すなわち、移動するシール面４２ａ１の端縁が均圧孔３０ａの開口端縁に重なった後、さらにシール面４２ａ１が移動してその端縁が均圧孔３０ａの開口端縁内に位置した際に、均圧孔３０ａは開き始め、開状態となる。なお、本実施形態では、均圧孔３０ａを閉状態にしている副弁４が摺接方向に移動した場合に、均圧孔３０ａを閉じた状態のシール面４２ａ１の端縁が均圧孔３０ａの開口端縁に重なる副弁４の位置を、特に、閉維持限界位置（均圧孔３０ａを閉じた状態のシール面４２ａ１の端縁が均圧孔３０ａの開口端縁に重なる副弁４の回転位置、図１１（Ｂ）参照）と、定義し、後述の第五動作ｅの説明でこの定義を利用する。

フランジ部４０の下面において、一の副弁凸部４２ａと、他の副弁凸部４２ａと、の間には、均圧孔３０ａと連通可能な、均圧流路４３が形成されている。このため、副弁凸部４２ａのシール面４２ａ１が均圧孔３０ａを閉じた状態では、高圧の弁室１０ａと低圧の低圧流路３０Ｌ内と、が区画されることとなるが、均圧流路４３と均圧孔３０ａが連通した状態では、主弁３の外部の上側Ｘ１の流体の圧力が低圧流路３０Ｌ内（低圧側）へ逃げることで、主弁３の上側Ｘ１と、低圧流路３０Ｌと、の圧力が均一となる。

ボス部４１の中心には、上側Ｘ１に開口する角孔４１ａ（嵌合構造）が形成されている。角孔４１ａは、副弁４と、後述するウォームホイール５０と、が互いに中心軸６まわりの回転力を伝達可能な部分であり、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ウォームホイール５０のカム部５０ａを嵌め込み可能に形成されている。角孔４１ａの底部の中心には、軸線Ｘ方向に沿ってフランジ部４０の下端まで貫通する軸挿入孔４ａが形成されている。軸挿入孔４ａには、中心軸６の後述する上側部分６ａが挿入されており、これによって副弁４が中心軸６まわりに回転可能および軸線Ｘ方向に変位可能に支持されている。

駆動部５は、副弁４を回転駆動する部分であり、図１、２に示すように、中心軸６に回転可能に配置された樹脂製のウォームホイール５０と、ウォームホイール５０に噛み合って配置された金属製のウォーム５１と、ウォーム５１を回転駆動する駆動軸を有する不図示のステッピングモータ（電動モータ）と、ウォームホイール５０と副弁４との間に配置され、副弁４を下側Ｘ２に付勢するコイルばね５２と、を有している。ウォームホイール５０は、ウォーム５１に噛み合って回転可能な部分であり、下側Ｘ２に突出するカム部５０ａを有し、カム部５０ａによって中心軸６に回転可能に配置されている。カム部５０ａは、上述の角孔４１ａとともに嵌合構造を構成する部分であり、副弁４の角孔４１ａに嵌合されている。

すなわち、ウォームホイール５０と副弁４とは、嵌合構造である角孔４１ａおよびカム部５０ａによって接続されている。これにより副弁４とウォームホイール５０とは、一体となり、共に協働して中心軸６まわりに回転する。なお、角孔４１ａとカム部５０ａが嵌合した際には、互いの干渉を避けるために、所定の隙間（ガタ）である嵌合ガタＳ１が生じるように設定されている。嵌合ガタＳ１には、例えば、図１５（Ａ）に示すように、角孔４１ａとカム部５０ａの軸線Ｘ方向の隙間（ガタ）である第一ガタＳ１０と、角孔４１ａとカム部５０ａの中心軸６まわり（嵌合構造におけるウォームホイール５０と副弁４との回転方向）の隙間（ガタ）である第二ガタＳ１１と、がある。

ウォーム５１は、上述のステッピングモータの駆動軸に固定されている。ウォーム５１は、ウォームホイール５０と噛み合って、駆動軸の回転に伴って回転し、その回転力をウォームホイール５０に伝達する部分である。図１４（Ｂ）に示すように、ウォームホイール５０とウォーム５１との噛み合い部分には、互いの干渉を避けるために、所定の隙間（ガタ）であるバックラッシュＳ２（噛み合いガタ）が生じるように設定されている。

中心軸６は、軸線Ｘ方向に延びる主軸である。図１、２に示すように、中心軸６は、ウォームホイール５０の中心部および副弁４の軸挿入孔４ａに挿通される上側部分６ａと、上側部分６ａよりも小径に形成され、主弁３の軸挿入孔３ａに挿通される下側部分６ｂと、を備えている。上側部分６ａの上端部には、円環状のリムをかしめることによりボール６ｃが固定されており、このボール６ｃを介して上側部分６ａが、弁本体１の第二円筒部１１の天井壁の中心に設けられた軸受溝に支持されている。下側部分６ｂの下端部は、弁座部材２の弁座部２０の中心に設けられた軸受溝に支持されている。上側部分６ａと下側部分６ｂとの連続部分には、ワッシャ６１が嵌め込まれており、このワッシャ６１を介して主弁３が上側Ｘ１に上昇する際の力が中心軸６に伝達されるようになっている。

なお、図１５（Ａ）では、中心軸６の外周面と軸挿入孔４ａおよび軸挿入孔３ａの内周面と、は当接しているが、当該外周面と内周面との間には、互いの干渉を避けるための隙間（ガタ）である主軸間ガタＳ３（中心軸６と副弁４との間に生じるガタ）が生じるように設定されている。

駆動部５のステッピングモータは、不図示の制御部によって駆動軸の回転方向および回転量を調整可能となっている。例えば、本実施形態では、制御部から所定のパルスを送ることで、副弁４を中心軸６まわりに左回転させる方向である第一方向と、第一方向の逆方向である第二方向に駆動軸が回転される。所定のパルスと、副弁４の回転角度と、の関係は、各ガタ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）が無いと仮定した場合、例えば以下のようになっている。

４０パルスで６°、１３２パルスで２０°、１４００パルスで２１０°等である。なお、１４００パルスで２１０°ということは、ステッピングモータに１４００パルス送り、駆動軸を第一方向または第二方向に回転させることで、本実施形態における副弁４の中心軸６まわりの最大回転量の分、副弁４を回転させることができるが、これはあくまでも理論値であり、上述の嵌合ガタＳ１、バックラッシュＳ２、および主軸間ガタＳ３等のガタや、その他の要因を考慮すると、副弁４を確実に最大回転量の分、回転させて、主弁３を主弁ストッパ９に当接させ、副弁４を主弁３の副弁ストッパ３１ａ１に当接させるために、回転信号としては余裕をもって、１４００パルス＋α（例えば、１５００パルス）のパルスを送ることで、副弁４を確実に最大回転量分、回転させることができるようになっている。

次に、主弁３と副弁４による流路の切り換え動作について説明する。まず、図５（Ａ）に示すように、主弁３の低圧流路３０ＬがＥ切換ポート２０ＥとＳポート２０Ｓとを連通させ、高圧流路３０ＨがＤポート２０ＤとＣ切換ポート２０Ｃとを連通させた第一切換位置を、初期状態とし、この状態にすることを、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す第一動作ａとする。そして、流路の切り換え中の動作を、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す第二動作ｂ、および図８（Ａ）、（Ｂ）に示す第三動作ｃとする。そして流路の切り換えを完了させる動作を、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す第四動作ｄとする。そして、第四動作ｄの後に、所定の戻し角度だけ駆動軸を逆回転させる動作を、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示す第五動作ｅとする。

なお、これらの動作の名称（第一動作ａ、第二動作ｂ、第三動作ｃ、第四動作ｄ、第五動作ｅ）は、本実施形態における動作の順番を便宜的に記載しているにすぎず、第一～第五は、絶対的な意味では用いていない。すなわち、例えば、第一動作ａと第二動作ｂとの間に他の動作が加わるなど、各動作の間に他の動作が加わることを排除するものではない。

第一動作ａが行われると、初期状態となり、図６（Ｂ）に示すように、主弁３の副弁弁座シート面３３ａ１に副弁４のシール面４２ａ１が当接し、図６（Ａ）に示すように均圧孔３０ａが閉じられる。この状態では、主弁３は、内外の圧力差により弁座部２０に押し付けられる。

第二動作ｂでは、制御部から駆動軸を第一方向に回転させるためのパルスをステッピングモータに送り、これによって、ウォーム５１およびウォームホイール５０を駆動し、その動力をカム部５０ａを介して副弁４に伝達する制御が行われる。これにより、図７（Ａ）に示すように、副弁４が中心軸６まわりの左方向である反時計回り方向Ｄ１に回転する。この際、上述のとおり、図６（Ａ）、（Ｂ）の状態において、主弁３は、弁座部２０に押しつけられた状態であるので、副弁４が回転しても主弁３は弁座部２０との摩擦力により回転できず、副弁４だけが回転する。

図６（Ａ）、（Ｂ）の状態から、副弁４が回転すると、副弁凸部４２ａが主弁凸部３３ａ上をスライドし、主弁凸部３３ａは、一の副弁凸部４２ａと他の副弁凸部４２ａとの間の位置に移動し、図７（Ｂ）に示すように、主弁凸部３３ａと、副弁凸部４２ａと、が互い違いに噛み合う。この際、均圧孔３０ａが開状態となり、徐々に開かれていく。そして、均圧孔３０ａと、均圧流路４３と、が軸線Ｘ方向に重なることで均圧孔３０ａを介して主弁３の外部と低圧流路３０Ｌとが連通する。これにより、主弁３の外部の上側Ｘ１の流体の圧力が低圧流路３０Ｌ内（低圧側）へ逃げる。この状態では、主弁３の上側Ｘ１と低圧流路３０Ｌ内は均圧となるため、上述のように主弁３を弁座部２０に押し付ける力は小さくなり、主弁３と、弁座部２０と、の摩擦力が、主弁凸部３３ａと副弁凸部４２ａとが噛み合う力よりも小さくなる。

これにより、図２に示すように、主弁３は、弁座面２０ａから上側Ｘ１に浮き上がる。なお、実施形態では、主弁３が弁座面２０ａから上側Ｘ１に浮き上がっているが、主弁３は、必ずしも浮き上がる必要はなく、弁座面２０ａに当接していてもよい。すなわち、主弁３と、弁座部２０と、の摩擦力が、主弁凸部３３ａと副弁凸部４２ａとが噛み合う力よりも小さくなっていれば、主弁３と弁座面２０ａとの当接の有無は問わない。

第三動作ｃでは、制御部から駆動軸を第一方向に回転させるためのパルスをさらにステッピングモータに送り、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、副弁４をさらに反時計回り方向Ｄ１に回転する制御が行われる。上述のとおり第二動作ｂによって、主弁３が弁座面２０ａよりも上側Ｘ１側に浮き上がっているので、第三動作ｃでは、主弁凸部３３ａのテーパ面と、副弁凸部４２ａのテーパ面と、が当接しながら一体となって、すなわち主弁３と副弁４とが一体となって、反時計回り方向Ｄ１に回転する。この第三動作ｃは、図５（Ｂ）に示すように、主弁３が、低圧流路３０ＬがＣ切換ポート２０ＣとＳポート２０Ｓとを連通させ、高圧流路３０ＨがＤポート２０ＤとＥ切換ポート２０Ｅとを連通させる第二切換位置に移動して、主弁ストッパ９に回転を規制されるまで行われる。

第四動作ｄでは、制御部から駆動軸を第一方向に回転させるためのパルスをさらにステッピングモータに送り、副弁４をさらに反時計回り方向Ｄ１に回転する制御が行われる。上述のとおり第三動作ｃにおいて主弁３の中心軸６まわりの回転が規制されていることから、第四動作ｄでは、副弁４のみが反時計回り方向Ｄ１に回転する。この第四動作ｄは、拡径部４０ａが副弁ストッパ３１ａ１に当接する所定回転位置に、副弁４が移動するまで行われる。なお、副弁４の拡径部４０ａが副弁ストッパ３１ａ１に当接しないような位置で、副弁４を止めることも考えられるが、この場合は、例えば、空気調和機で使用する場合、空気調和機の運転開始時にイニシャライズ（起点出し）が必要になることから、本実施形態のように、副弁４が副弁ストッパ３１ａ１に当接するまで、第四動作ｄを行うことが、イニシャライズ不要となるため好ましい。

副弁４のみが回転すると、副弁凸部４２ａは、副弁凸部４２ａのテーパ面を主弁凸部３３ａのテーパ面に摺接させながら、図９（Ｂ）に示すように、主弁凸部３３ａに乗り上がる。この際、シール面４２ａ１は、副弁４の回転に合わせて副弁弁座シート面３３ａ１に摺接しながら均圧孔３０ａを閉じていき、副弁弁座シート面３３ａ１に対して平行に接する平行状態で、図９（Ａ）に示すように均圧孔３０ａを閉じて、これを閉状態とする。

なお、上述のとおり、嵌合ガタＳ１、バックラッシュＳ２、および主軸間ガタＳ３等のガタや、その他の要因を考慮し、副弁４と主弁３とを確実に各ストッパ（主弁ストッパ９、副弁ストッパ３１ａ１）に当接させる観点から、副弁４を最大回転量分、回転させるために制御部からステッピングモータに１４００パルス＋α（例えば、１５００パルス）のパルスを送ることとしていた。このため、副弁４には、最大回転量分以上の回転力が加わることとなり、駆動部５からの回転負荷（回転トルク）がウォームホイール５０、副弁４、主弁３に対して、反時計回り方向Ｄ１に加わったまま回転終了することとなり、例えば、ウォームホイール５０とウォーム５１との噛み合い部分に反時計回り方向Ｄ１に回転トルク、すなわち残留トルクが残ったままとなり、ウォームホイール５０とウォーム５１とのいずれにも面圧が加わった状態となる。そして、この状態を長期間放置してロータリー式切換弁１００を使用すると、本実施形態のようにウォームホイール５０が樹脂製である場合、歯車部分がクリープを起こし、変形し、ウォーム５１の回転を伝達できなくなってしまう虞がある。また、副弁４とウォームホイール５０の嵌合構造部分（すなわち、角孔４ａとカム部５０ａ）にも回転トルクは作用しているため、このカム部５０ａのクリープにより第二ガタＳ１１が大きくなり、ロータリー式切換弁１００の作動に影響を与える虞がある。

また、図１３に示すように、ウォーム５１の回転力（図における右回りの力）が、副弁ストッパ３１ａ１によって回転を規制された状態の副弁４およびウォームホイール５０に加わり、これによって主弁３に副弁４が反時計回り方向Ｄ１に押し付けられる。このため、副弁４が径方向Ｙに対して軸線Ｘ方向に傾く場合がある。そうすると、シール面４２ａ１が平行状態でない、非平行状態となり、意図せず均圧孔３０ａが開かれてしまう。そこで、第五動作ｅを行う。

第五動作ｅでは、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すように、制御部から駆動軸を第二方向に回転させるためのパルスをステッピングモータに送り、所定の戻し角度だけ駆動軸をこれまでの動作ａ～ｄとは逆回転させる制御が行われる。この第五動作ｅにより、図１０（Ａ）に示すように、副弁４は、反時計回り方向Ｄ１と反対の時計回り方向Ｄ２に回転しようとする。これにより、第四動作ｄの際に、副弁４およびウォームホイール５０に加わっていた回転力が緩和される。また、第四動作ｄによりなくなっていた嵌合ガタＳ１やバックラッシュＳ２、および主軸間ガタＳ３が再び生じる。これにより、例えば、シール面４２ａ１が非平行状態になる等して、均圧孔３０ａの閉状態が維持されなくなっていた場合にも、シール面４２ａ１が平行状態となることで、均圧孔３０ａを再び閉状態とすることができる。

なお、本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、主弁３が第一切換位置にある状態を初期状態としたが、これとは逆に、図５（Ｂ）に示すように、主弁３が第二切換位置にある状態から、流路の切り換え動作が行われる場合は、主弁３の低圧流路３０ＬがＣ切換ポート２０ＣとＳポート２０Ｓとを連通させ、高圧流路３０ＨがＤポート２０ＤとＥ切換ポート２０Ｅとを連通させた第二切換位置を、初期状態とし、上述の説明とは駆動軸の回転方向を逆にすることで、第一動作ａ、第二動作ｂ、第三動作ｃ、第四動作ｄ、および第五動作ｅを行うことになることは言うまでもない。

次に、第五動作ｅの動作完了制御における所定の戻し角度について、より詳細に説明する。この所定の戻し角度は、ステッピングモータの駆動軸を、第一動作ａ～ｅまでとは逆方向に回転する際の駆動軸まわりの角度をいう。

所定の戻し角度は、駆動部５内に生じるガタ、および、副弁４を支持する中心軸６と副弁４との間に生じるガタの少なくとも一方に基づく角度を下限角度θ１とし、これより大きく設定することが好ましい。具体的に、駆動部５内に生じるガタとは、例えば、上述の嵌合ガタＳ１（第一ガタＳ１０、第二ガタＳ１１）やバックラッシュＳ２である。また、中心軸６と副弁４との間に生じるガタとは、例えば、上述の主軸間ガタＳ３である。なお、下限角度θ１は、例えば、副弁４が上述の所定回転位置（拡径部４０ａが副弁ストッパ３１ａ１に当接する位置）に位置する際の副弁４の径方向Ｙに対する軸線Ｘ方向の傾きに基づいて設定してもよい。

これらを踏まえると、例えば、バックラッシュＳ２の寸法分だけ、ウォーム５１が回転するための、駆動軸の回転角度を第一角度Ａとした場合、所定の戻し角度は、第一角度Ａを下限角度θ１として、これより大きく設定するとよい。本実施形態では、この第一角度Ａの分、駆動軸を回転させるためのパルスは、最大３パルスであり、この際に回転するウォーム５１の回転角度は、約２７°であり、ウォームホイール５０の回転角度および副弁４の回転角度は０°である。この第一角度Ａよりも駆動軸を回転させると、駆動軸とウォーム５１、ウォームホイール５０を逆回転させることはでき、ウォーム５１からウォームホイール５０および副弁４へ伝わる回転トルクがなくなる。そして、副弁４を逆回転させることはできないが、嵌合ガタＳ１をはじめとする各部のガタが生じるため、副弁４の径方向Ｙに対する軸線Ｘ方向の傾きが解消する場合が多い。これに対し、下限角度θ１を第一角度Ａ以下とした場合には、ウォームホイール５０を逆回転させることはできず、ウォーム５１からウォームホイール５０および副弁４へ伝わる回転トルクがなくならないため、上述の傾きを解消できない場合が多い。

また、例えば、第二ガタＳ１１の寸法分だけ、ウォームホイール５０が回転するための角度を第三角度Ｂとした場合、所定の戻し角度は、第三角度Ｂに上述の第一角度Ａを加えた角度（Ａ＋Ｂ）を下限角度θ１として、これより大きく設定することがより好ましい。本実施形態では、この第三角度Ｂに第一角度Ａを加えた角度（Ａ＋Ｂ）の分、駆動軸を回転させるためのパルスは、２５パルスであり、この際に回転するウォーム５１の回転角度は、約２３０°であり、ウォームホイール５０の回転角度は、約３．６°であり、副弁４の回転角度は０°である。この角度（Ａ＋Ｂ）を下限角度θ１とし、この角度（Ａ＋Ｂ）よりも駆動軸を回転させると、駆動軸とウォーム５１とウォームホイール５０に加えて副弁４を逆回転させることができるため、下限角度θ１を第一角度Ａとした場合の効果と合わせて、副弁４の傾きをより解消しやすくすることができる。

なお、このように上述の第一角度Ａと第三角度Ｂの合計角度（Ａ＋Ｂ）を下限角度θ１とした場合、上述のように副弁４の傾きが解消する場合が多いが、バックラッシュＳ２の寸法と、第二ガタＳ１１の寸法にばらつきがあった場合や、主軸間ガタＳ３や第一ガタＳ１０等も考慮すると、角度（Ａ＋Ｂ）だけでは副弁４の傾きを解消することができない場合が考えられる。このため、例えば、所定回転位置に位置する副弁４の傾きを完全に解消するための、駆動軸の回転角度である余裕角度を第四角度Ｃとし、所定の戻し角度は、第四角度Ｃに第一角度Ａと、第三角度Ｂを加えた角度（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を下限角度θ１として、これより大きく設定することがより好ましい。

この場合、余裕をとった角度として第四角度Ｃは、第三角度Ｂの１／２よりも大きな角度としてもよい。この場合、本実施形態では、第四角度Ｃに第一角度Ａと、第三角度Ｂを加えた角度（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の分、駆動軸を回転させるためのパルスは、例えば４０パルスであり、この際に回転するウォーム５１の回転角度は、約３６０°であり、ウォームホイール５０の回転角度は、約５．８°であり、副弁４の回転角度は約２．２°である。

なお、いずれの場合も、上述の第一角度Ａ、第三角度Ｂ、第四角度Ｃの合計角度（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）は、上述のように非平行状態となっているシール面４２ａ１を、平行状態に戻せる角度に設定することがより好ましい。すなわち、第一角度Ａ、第三角度Ｂ、第四角度Ｃの合計角度（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を下限角度θ１とし、この下限角度θ１より大きく駆動軸を上述のように逆回転させた際に、シール面４２ａ１が副弁弁座シート面３３ａ１に対して非平行状態から平行状態に戻ることが好ましい。

このように、第五動作ｅにおいて駆動軸を下限角度θ１の分より大きく、回転させることで、図１１（Ａ）に示すように、副弁４が第一動作ａ～第四動作ｄまでとは逆向きに回転することとなる。

一方、所定の戻し角度は、単に下限角度θ１より大きく設定するだけでなく、均圧孔３０ａと副弁４の回転位置に基づく角度である上限角度θ２より小さく設定することが好ましい。具体的に、均圧孔３０ａと副弁４の回転位置とは、上述の説明において、「均圧孔３０ａを閉状態にしている副弁４が摺接方向に移動した場合に、均圧孔３０ａを閉じた状態のシール面４２ａ１の端縁が均圧孔３０ａの開口端縁に重なる副弁４の位置」、として定義した、閉維持限界位置（均圧孔３０ａが閉じられた状態である閉状態が維持される副弁４の回転位置）である。

そして、例えば、副弁４が閉維持限界位置まで移動するための、駆動軸の回転角度を第二角度Ｄ（副弁４によって均圧孔３０ａが閉じられた状態である閉状態が維持される副弁４の回転位置に基づいて設定される角度）とした場合、所定の戻し角度は、第二角度Ｄを上限角度θ２として、これより小さく設定するとよい。本実施形態では、この第二角度Ｄの分、駆動軸を回転させるためのパルスは、１３０パルスであり、この際に回転するウォーム５１の回転角度は、約１２００°であり、ウォームホイール５０の回転角度は、約２０°であり、副弁４の回転角度は約１６°である。このように、第二角度Ｄを設定する基となる副弁４の回転位置は、閉維持限界位置とするとよく、第五動作ｅにおいて駆動軸を上限角度θ２の分、回転させることで、図１１（Ｂ）に示すように、一の副弁凸部４２ａの図における右側の端縁が、均圧孔３０ａの図における右側の端縁に重なった位置で副弁４の回転が止まることとなる。

ここで、上記では、第二角度Ｄの上限角度θ２は、閉維持限界位置に基づく角度とし、この上限角度θ２より小さく設定するとよい、と記述したが、この閉維持限界位置に基づく角度より余裕を持って少なめの角度に設定すると、より好適である。この理由として、閉維持限界位置に基づく角度では、均圧孔３０ａのシール面４２ａ１が非常に少ない箇所が有るため、ロータリー式切換弁１００を構成する部材の各種寸法ばらつきや、振動などの条件により、均圧孔３０ａが意図せず開き、流体が漏れるリスクがあるからである。

次に、ロータリー式切換弁１００を流路切換弁に用いた冷凍サイクルシステムについて説明する。図１６は実施形態の冷凍サイクルシステムを示す図であり、空気調和機の冷凍サイクルシステムの例である。空気調和機は、圧縮機Ｐ、室外熱交換器６０（凝縮器または蒸発器）、膨張弁７０、室内熱交換器８０（凝縮器または蒸発器）、流路切換弁としてのロータリー式切換弁１００を有しており、これらの各要素は、それぞれ導管によって図示のように接続され、ヒートポンプ式の冷凍サイクルシステムを構成している。

冷凍サイクルシステムの流路は、ロータリー式切換弁１００の主弁３を上記説明のように回転させることで、冷房運転および暖房運転の２通りの流路に切換えられるようになっている。図１６（Ａ）の冷房運転時には、ロータリー式切換弁１００において主弁３の低圧流路３０ＬによりＳポート２０ＳがＥ切換ポート２０Ｅに接続され、高圧流路３０ＨによりＤポート２０ＤがＣ切換ポート２０Ｃに接続される。そして、図に矢印で示すように、圧縮機Ｐで圧縮された流体としての冷媒がロータリー式切換弁１００のＤポート２０Ｄに流入してＣ切換ポート２０Ｃから室外熱交換器６０に流入し、室外熱交換器６０から流出する冷媒が、膨張弁７０に流入する。そして、この膨張弁７０で冷媒が膨張され、室内熱交換器８０に供給される。室内熱交換器８０から流出する冷媒は、ロータリー式切換弁１００でＥ切換ポート２０ＥからＳポート２０Ｓに流れ、Ｓポート２０Ｓから圧縮機Ｐへ循環される。

図１６（Ｂ）の暖房運転時には、ロータリー式切換弁１００において主弁３の低圧流路３０ＬによりＳポート２０ＳがＣ切換ポート２０Ｃに接続され、高圧流路３０ＨによりＤポート２０ＤがＥ切換ポート２０Ｅに接続される。そして、図に矢印で示すように、圧縮機Ｐで圧縮された冷媒がロータリー式切換弁１００のＤポート２０Ｄに流入してＥ切換ポート２０Ｅから室内熱交換器８０に流入し、室内熱交換器８０から流出する冷媒が、膨張弁７０に流入する。そして、この膨張弁７０で冷媒が膨張され、室外熱交換器６０に供給される。室外熱交換器６０から流出する冷媒は、ロータリー式切換弁１００でＣ切換ポート２０ＣからＳポート２０Ｓに流れ、Ｓポート２０Ｓから圧縮機Ｐへ循環される。

以上、本実施形態によれば、副弁ストッパ３１ａ１に副弁４が当接する所定回転位置まで駆動軸を回転させた際に、主弁３に副弁４が押し付けられることなどして副弁４が傾いたとしても、所定の戻し角度だけ駆動軸を逆回転させるようにステッピングモータ（電動モータ）を制御することでその押し付け力を低減し、副弁４の傾きを解消することができる。このため、副弁４の傾きによる均圧孔３０ａへの流体漏れを抑制することができる。また、副弁４の傾きによって駆動部５に想定外の力が継続的に加わることを抑制することができる。したがって、副弁４の傾きを抑制して均圧孔３０ａへの流体漏れを防止することができ、副弁４から駆動部５への力の伝達を抑制してクリープ変形を防止し、作動性を安定させるロータリー式切換弁１００の制御方法を得ることができる。

また、ステッピングモータの駆動軸の戻し角度を下限角度θ１である第一角度Ａより大きくすることで、下限角度θ１の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることにより、主弁３に押し付けられた状態の副弁４を介してウォーム５１およびウォームホイール５０の噛み合い部分に作用した面圧を低減することができる。これにより、ウォーム５１およびウォームホイール５０のクリープ変形を防止することができる。また、所定回転位置に位置する副弁４が主弁３に押し付けられるなどして傾いた場合に、下限角度θ１の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることで、副弁４の傾きを解消することができる場合が多い。したがって、副弁４の傾きによる均圧孔３０ａへの流体漏れを防止しやすくすることができる。また、この際、戻し角度の上限角度θ２を、均圧孔３０ａの閉状態が維持される副弁４の回転位置に基づいて設定される第二角度Ｄより小さくすることで、上述のように駆動軸を逆回転させても均圧孔３０ａの閉状態を確実に維持できるので、均圧孔３０ａへの流体漏れが発生することを確実に防止することができる。

また、第三角度Ｂと、第一角度Ａの合計（Ａ＋Ｂ）を下限角度θ１とし、この下限角度θ１より大きな角度を戻し角度に設定したので、ウォーム５１およびウォームホイール５０の噛み合い部分に作用した面圧に加えて、主弁３に押し付けられた状態の副弁４を介してウォームホイール５０と副弁４の嵌合構造（角孔４１ａおよびカム部５０ａ）に作用した力を、下限角度θ１の分より大きく、上述のように駆動軸を回転させることにより低減することができる。これにより、ウォーム５１、ウォームホイール５０、および副弁４の嵌合構造のクリープ変形を防止することができる。

また、所定回転位置に位置する副弁４が主弁３に押し付けられるなどして傾いた場合に、下限角度θ１の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることで、副弁４の傾きを解消することができる場合があるのは、上述のとおりだが、第三角度Ｂに、第一角度Ａを加えた角度を下限角度θ１としたので、前記のように下限角度θ１を第一角度Ａとしたときよりも副弁４の傾きが解消する可能性を高くすることができる。したがって、下限角度θ１が第一角度Ａに設定された場合よりも、副弁４の傾きによる均圧孔３０ａへの流体漏れを防止しやすくすることができる。

また、第一角度Ａと第三角度Ｂと第四角度Ｃの合計（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）を下限角度θ１としたので、所定回転位置に位置する副弁４が主弁３に押し付けられるなどして傾いた場合に、下限角度θ１の分より大きく、上述のように駆動軸を逆回転させることで、副弁４の傾きを完全に解消することができる。したがって、副弁４の傾きによる均圧孔３０ａへの流体漏れをより確実に防止することができる。また、これに加え、ウォーム５１、ウォームホイール５０、および副弁４の嵌合構造のクリープ変形を防止することができる。

また、非平行状態となった副弁４によって均圧孔３０ａが予期せず開いてしまう場合にも、第一角度Ａと第三角度Ｂと、第四角度Ｃの合計角度（Ａ＋Ｂ＋Ｃ）の分より大きく、上述のように駆動軸を回転させることで、副弁４を平行状態に戻すことができる。したがって、副弁４の傾きによる均圧孔３０ａへの流体漏れをより確実に防止することができる。

また、上述の実施形態によれば、所定の戻し角度の上限角度θ２である第二角度Ｄを設定する基となる副弁４の回転位置は、均圧孔３０ａを閉じているシール面４２ａ１が摺接方向に移動した場合に、均圧孔３０ａを閉じた状態のシール面４２ａ１の端縁が均圧孔３０ａの開口端縁に重なる位置となる。このため、駆動軸を上述のように逆回転させた場合に、摺接方向に移動するシール面４２ａ１の端縁が均圧孔３０ａの開口内に位置する直前の位置（すなわち均圧孔３０ａが開く直前の位置）で副弁４の回転を止めることができ、この位置以上に副弁４が回転して均圧孔３０ａが開いてしまうことを防止することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本実施形態では、主弁側クラッチ部３３を構成する主弁凸部３３ａと、副弁側クラッチ部４２を構成する副弁凸部４２ａと、それぞれ３個ずつ設けたが、これらの主弁凸部３３ａ及び副弁凸部４２ａは、それぞれ４個ずつ設けてもよい。この場合、副弁４の最大回転量は、例えば、１８０°とし、主弁凸部３３ａ及び副弁凸部４２ａが３個ずつ設けられる場合と異なるようにしてもよい。また、主弁凸部３３ａおよび副弁凸部４２ａは、４個ずつや、３個ずつとは限らず、少なくとも２個ずつ以上あればよい。

なお、上述の実施形態で示した各状態での戻し角度の値は、モータやギアの設計や、各接続部の形状ガタ等の設計によって変わるものであり、絶対的な値ではなく、あくまで、一つの実施形態での角度値であり、参考値である。

１ 弁本体
３ 主弁
４ 副弁
５ 駆動部
６ 中心軸
１０ａ 弁室
２０ 弁座部
２０Ｄ Ｄポート（複数のポート）
２０Ｓ Ｓポート（複数のポート）
２０Ｅ Ｅ切換ポート（複数のポート）
２０Ｃ Ｃ切換ポート（複数のポート）
３０ａ 均圧孔
３１ａ１ 副弁ストッパ
１００ ロータリー式切換弁

Claims (7)

1. 弁室を構成する弁本体と、前記弁室に開口する複数のポートを有する弁座部と、前記弁本体の内部で前記弁座部に交差する中心軸まわりに回転可能に設けられる主弁と、前記中心軸まわりに回転可能に設けられて前記主弁の均圧孔を開閉する副弁と、前記副弁を回転駆動する駆動部と、を備えるロータリー式切換弁の制御方法であって、
   前記主弁は、前記副弁に当接して前記副弁の回転を停止させる副弁ストッパを有し、
   前記駆動部は、駆動軸を有する電動モータを備え、前記副弁ストッパに前記副弁が当接する所定回転位置まで前記駆動軸を回転させた後、所定の戻し角度だけ前記駆動軸を逆回転させるように前記電動モータを制御することを特徴とするロータリー式切換弁の制御方法。
2. 前記戻し角度は、前記駆動部内に生じるガタ、および、前記副弁を支持する前記中心軸と前記副弁との間に生じるガタの少なくとも一方に基づく角度である下限角度より大きく、かつ、前記均圧孔と前記副弁の回転位置に基づく角度である上限角度より小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載のロータリー式切換弁の制御方法。
3. 前記駆動部は、前記駆動軸の回転に伴って回転するウォームと、前記ウォームに噛み合って回転可能なウォームホイールと、を備え、
   前記下限角度は、前記ウォームと前記ウォームホイールとの噛み合い部分に生じるガタである噛み合いガタの寸法分だけ、前記ウォームが回転するための角度である第一角度であり、
   前記戻し角度は、前記第一角度より大きく、
   前記上限角度は、前記副弁によって前記均圧孔が閉じられた状態である閉状態が維持される前記副弁の回転位置に基づいて設定される第二角度であることを特徴とする請求項２に記載のロータリー式切換弁の制御方法。
4. 前記ウォームホイールと前記副弁とは、互いに回転力を伝達可能な嵌合構造によって接続され、
   前記下限角度は、前記嵌合構造における前記ウォームホイールと前記副弁との回転方向のガタである第二ガタの寸法分だけ、前記ウォームホイールが回転するための角度である第三角度に、前記第一角度を加えた角度であり、
   前記戻し角度は、前記第三角度に前記第一角度を加えた角度より大きいことを特徴とする請求項３に記載のロータリー式切換弁の制御方法。
5. 前記下限角度は、前記所定回転位置に位置する前記副弁の傾きを完全に解消するための余裕角度である第四角度に、前記第一角度及び前記第三角度を加えた角度であり、
   前記戻し角度は、前記第四角度に、前記第一角度および前記第三角度を加えた角度より大きいことを特徴とする請求項４に記載のロータリー式切換弁の制御方法。
6. 前記主弁には、前記均圧孔が前記副弁に向かって開口する副弁弁座シート面が設けられ、
   前記副弁には、前記副弁弁座シート面に対して平行に接する平行状態で前記均圧孔を閉じるシール面が設けられ、
   前記第一角度と、前記第三角度と、前記第四角度と、の合計角度は、前記所定の戻し角度だけ前記駆動軸を逆回転させるように前記電動モータを制御する際に、前記シール面が、前記副弁弁座シート面に対して前記平行状態でない非平行状態から前記平行状態に戻るための、前記駆動軸の回転角度であることを特徴とする請求項５に記載のロータリー式切換弁の制御方法。
7. 前記主弁には、前記均圧孔が前記副弁に向かって開口する副弁弁座シート面が設けられ、
   前記副弁には、前記均圧孔の開口端縁で囲まれた部分の面積以上に設定されたシール面が設けられ、
   前記シール面は、前記副弁の回転に合わせて前記副弁弁座シート面に摺接しながら前記均圧孔を開閉するように設けられ、
   前記第二角度を設定する基となる前記副弁の前記回転位置は、前記均圧孔を閉じている前記シール面が摺接方向に移動した場合に、前記均圧孔を閉じた状態の前記シール面の端縁が前記均圧孔の開口端縁に重なる位置であることを特徴とする請求項３～６のいずれか一項に記載のロータリー式切換弁の制御方法。

Images