JP5907506B2 - ロータリー式弁装置 - Google Patents

Description

本発明は、弁部材の停止位置に応じて定まる複数の弁ポートの連通関係を当該弁部材の回転により切り換えるロータリー式弁装置に関する。

従来のロータリー式弁装置として、例えば、特許文献１に開示されている四路切換弁は、図１８に示すように、大径円筒状の弁ケース８１１と、弁ケース８１１の上端側に一体に連接されかつ上端が塞がれた小径円筒状のモータケース８１２と、弁ケース８１１の他端側開口を密閉するように当該弁ケース８１１に取り付けられた平板状の弁座８１３と、弁座８１３における弁ケース８１１内側を向く弁座面８１３ａに重ねて配置されたロータリー式の弁体８１４と、弁ケース８１１内の空間を図中上下方向に区画して、圧力バランス室８０８及び弁室８０９を形成する隔壁８０７と、弁ケース８１１内の圧力バランス室８０８に内装された遊星歯車減速機８１５と、ステッピングモータ８２０と、を有している。

弁座８１３には、第１切換ポートＣ１（不図示）及び第２切換ポートＣ２、並びに、これら切換ポートＣ１、Ｃ２に可逆的に連通される第１固定ポートＥ１及び第２固定ポートＥ２が設けられている。弁体８１４は、弁ケース８１１に収容されており、その円柱部８１４ａが隔壁８０７の中央に設けられた貫通孔８０７ａに回転可能に支持され、円柱部８１４ａに一体に連接された袴部８１４ｂが弁座面８１３ａに重ねて配置されている。この袴部８１４ｂには、第２固定ポートＥ２に常時連通する気密連通孔８１４ｃが設けられている。弁体８１４は、遊星歯車減速機８１５の出力軸８１５ａが接続されており、出力軸８１５ａの回転に伴って回転される。

この四路切換弁８０１は、ステッピングモータ８２０の回転が遊星歯車減速機８１５を介して弁体８１４に伝達されて、弁体８１４が停止位置を切り換えるように回転される。これにより、弁体８１４は、一の停止位置にあるとき、気密連通孔８１４ｃによって第２固定ポートＥ２と第２切換ポートＣ２とを連通して接続し、かつ、第１固定ポートＥ１と第１切換ポートＣ１とを弁室８０９に露出させてこれらのポートを連通して接続する。また、弁体８１４は、他の停止位置にあるとき、気密連通孔８１４ｃによって第２固定ポートＥ２と第１切換ポートＣ１とを連通して接続し、かつ、第１固定ポートＥ１と第２切換ポートＣ２とを弁室８０９に露出させてこれらのポートを連通して接続する。このようにして、各ポートの連通関係が切り換えられる。

このような四路切換弁８０１は、例えば、エアコンの室内機と室外機との間で冷媒を循環させる冷媒循環回路等に組み込まれて用いられる。この場合、四路切換弁８０１の第２固定ポートＥ２は圧縮機の吸入側に接続される。そのため、第２固定ポートＥ２を流れる流体の流動方向が一定で且つ流体圧力も比較的小さいので、気密連通孔８１４ｃ内及び圧力バランス室８０８内の冷媒の圧力（流体圧力）は大きく変動することはなく概ね一定となる。

その一方で、このようなロータリー式弁装置は、例えば、流体の流動方向が変化する回路等にも用いられる。流体の流動方向が変化する回路等に用いられるロータリー式弁装置の一例である二方弁の構成を、図１９、図２０に示す。

図１９に示す二方弁９０１は、弁本体９１０と、弁本体９１０内に収容された弁部材９３０と、を備えている。弁部材９３０は、弁本体９１０に軸心回りに回動可能に支持された円柱部９３１と、円柱部９３１に一体に連接された袴形状の弁体部９３３と、を備えている。弁部材９３０は、弁本体９１０内に収容されることにより、弁本体９１０内の空間を弁室Ｂと背圧室Ｈとに区画している。また、円柱部９３１と弁本体９１０との間にシール部材９３８が設けられており、このシール部材９３８により、弁室Ｂと背圧室Ｈとが互いに密封して分け隔てられている。弁部材９３０は、コイルばね９６３によって、弁本体９１０に一体に設けられた弁座部９２０に押しつける力が加えられており、その弁体部９３３の下端面９３３ａが弁座部９２０の弁座面９２２ａに当接されている。弁体部９３３の下端面９３３ａには、弁体部９３３に広がる密閉凹部９３４が形成されており、この密閉凹部９３４と弁座面９２２ａとの間に密閉空間Ｇが形成されている。また、弁部材９３０には、弁体部９３３の密閉空間Ｇと背圧室Ｈとを連通する均圧孔９３６が形成されている。

弁座部９２０には、弁座面９２２ａに開口する第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２が形成されている。そして、弁部材９３０が回転軸部９４０を介して回転駆動部９５０によって回転されることにより、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２の少なくとも一方が開閉される。具体的には、図２０（ａ）に示すように、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２が共に弁室Ｂに露出されて流体の流動が許容されたり（弁開状態）、図２０（ｂ）、（ｃ）に示すように、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２のいずれか一方が、弁部材９３０の弁体部９３３に覆われて（即ち、密閉空間Ｇ内に露出されて）、流体の流動が規制されたりする（弁閉状態）。

そして、例えば、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２のいずれか一方が、弁部材９３０の弁体部９３３に覆われて流体の流動が規制されているときに、流体の流動方向が変化すると、弁室Ｂ内の流体圧力と、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内（即ち、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２のうちの弁体部９３３に覆われた一方）の流体圧力と、の関係が変化し、場合によっては、流体圧力により弁部材９３０に対して弁座部９２０から浮き上がらせる力が働く。

そのため、弁室Ｂ内の流体圧力と、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力と、の関係が変化した場合でも、弁座部９２０から浮き上がってしまわないように、コイルばね９６３による弁部材９３０を弁座部９２０に押しつける力が設定されている。

特開２００１−１４１０９３号公報

上述した二方弁９０１においては、例えば、弁部材９３０の形状公差等の各種要因によって、弁部材９３０に加わる流体圧力による力のバランスが変化する。そのため、ワーストケースとした場合でも弁部材９３０が弁座部９２０から浮き上がらないように、コイルばね９６３による当該弁部材９３０を押しつける力が設定される。

以下に、コイルばね９６３の設定に関して、図２１〜図２６を参照して具体例を説明する。

例えば、図２１（ａ）に示すように、弁部材９３０がコイルばね９６３によって弁座部９２０に押しつけられた場合に、形状公差によって、弁体部９３３の下端面９３３ａの外周縁９３３ａ１が弁座面９２２ａに当接され、且つ、内周縁９３３ａ２が弁座面９２２ａから離間されることが考えられる。この場合、弁体部９３３の下端面９３３ａには、密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる。つまり、図２１（ｂ）に示すように、弁部材９３０における密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積Ｓ１が、弁体部９３３の下端面９３３ａの外周縁９３３ａ１内の面積（斜線部分）となる。以下、この構成を「密閉空間最大構成」という。

また、図２２（ａ）に示すように、弁部材９３０がコイルばね９６３によって弁座部９２０に押しつけられた場合に、形状公差によって、弁体部９３３の下端面９３３ａの内周縁９３３ａ２が弁座面９２２ａに当接され、且つ、外周縁９３３ａ１が弁座面９２２ａから離間されることが考えられる。この場合、弁体部９３３の下端面９３３ａには、弁室Ｂ内の流体圧力が加えられる。つまり、図２２（ｂ）に示すように、弁部材９３０における密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積Ｓ２が、弁体部９３３の下端面９３３ａの内周縁９３３ａ２内の面積（斜線部分）となる。以下、この構成を「密閉空間最小構成」という。

そして、これら密閉空間最大構成及び密閉空間最小構成のそれぞれにおいて、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が、弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合及び低い場合の４つのケースについて、弁部材９３０に働く力の一例を以下に示す。

以下の説明において、弁部材９３０の円柱部９３１の上端面９３１ａの平面視面積ＳＨを３８０平方ミリメートル（即ち、円柱部９３１の径Ｄを２２ｍｍ）、密閉空間最大構成のときの上記平面視面積Ｓ１（即ち、下端面９３３ａの外周縁９３３ａ１内の面積）を３８５平方ミリメートル、密閉空間最小構成のときの上記平面視面積Ｓ２（即ち、下端面９３３ａの内周縁９３３ａ２内の面積）を２５０平方ミリメートル、としている。

また、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合のこれら流体圧力の圧力差ΔＰ１を３．０ＭＰａとし、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合のこれら流体圧力の圧力差ΔＰ２を−３．０ＭＰａとしている。

密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ１は、密閉空間Ｇ内の流体圧力と弁室Ｂ内の流体圧力との圧力差（上記圧力差ΔＰ１又はΔＰ２）に、弁部材９３０における密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積（上記平面視面積Ｓ１又はＳ２）を乗じることで得られる。背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ２は、背圧室Ｈ内の流体圧力と弁室Ｂ内の流体圧力との圧力差（上記圧力差ΔＰ１又はΔＰ２）に、弁部材９３０における背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積（上記平面視面積ＳＨ）を乗じることで得られる。また、以下では、弁部材９３０を弁座面に押しつける向きを正としている。

（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合）
図２３に示すケース１において、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ１）×Ｓ１＝−１１５５［Ｎ］・・・（１−１）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ１×ＳＨ＝１１４０［Ｎ］・・・（１−２）
となる。そのため、上記式より、弁部材９３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−１５［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材９３０を弁座面９２２ａから浮き上がらせるように１５［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね９６３によって、少なくとも１５［Ｎ］を超える力で弁部材９３０を弁座面９２２ａに向けて押しつける必要がある。

（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合）
図２４に示すケース２において、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ１）×Ｓ２＝−７５０［Ｎ］・・・（１−３）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ１×ＳＨ＝１１４０［Ｎ］・・・（１−４）
となる。そのため、上記式より、弁部材９３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝３９０［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材９３０を弁座面９２２ａに押しつけるように３９０［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね９６３によって、弁部材９３０を弁座面９２２ａに向けて押しつけなくても、弁部材９３０は弁座面９２２ａから浮き上がらない。

（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合）
図２５に示すケース３において、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ１＝１１５５［Ｎ］・・・（１−５）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ＝−１１４０［Ｎ］・・・（１−６）
となる。そのため、上記式より、弁部材９３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝１５［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材９３０を弁座面９２２ａに押しつけるように１５［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね９６３によって、弁部材９３０を弁座面９２２ａに向けて押しつけなくても、弁部材９３０は弁座面９２２ａから浮き上がらない。

（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合）
図２６に示すケース４において、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ２＝７５０［Ｎ］・・・（１−７）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材９３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ＝−１１４０［Ｎ］・・・（１−８）
となる。そのため、上記式より、弁部材９３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−３９０［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材９３０を弁座面９２２ａから浮き上がらせるように３９０［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね９６３によって、少なくとも３９０［Ｎ］を超える力で弁部材９３０を弁座面９２２ａに向けて押しつける必要がある。

上述したケース１〜４のうち、特に、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合であるケース４において、弁部材９３０が弁座面９２２ａから浮き上がらせる力が最も大きくなる。そこで、ケース１〜４のいずれの場合においても弁部材９３０が弁座面９２２ａから浮き上がらないようにするためには、ワーストケースであるケース４において、弁部材９３０を弁座面９２２ａから浮き上がらせないようにすればよい。つまり、コイルばね９６３による弁部材９３０を弁座面９２２ａに向けて押しつける力ＦＳが、ケース４において弁部材９３０を浮き上がらせる力である３９０［Ｎ］を少なくとも超えるように設定すればよい。

しかしながら、上記二方弁９０１において、上記ケース４を想定してコイルばね９６３による弁部材９３０を弁座面９２２ａに向けて押しつける力ＦＳを、例えば３９１［Ｎ］に設定した場合に、上記ケース２の状態になると、弁部材９３０に対して、流体圧力により弁座面９２２ａに押しつける力Ｆ（＝３９０［Ｎ］）と、コイルばね９６３により弁座面９２２ａに向けて押しつける力ＦＳ（＝３９１［Ｎ］）とがともに加わって、強い力で弁部材９３０が弁座面９２２ａに押しつけられる。そのため、このような強い力で押しつけられた弁部材９３０を回転駆動するには大きな力が必要となることから、回転駆動部９５０を大型化しなければならないという問題があった。

そこで、本発明は、弁部材を弁座面に押しつける力を抑制できるロータリー式弁装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載された発明は、上記課題を解決するために、空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する２つの弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記２つの弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される軸部と、前記軸部の一端に設けられ、前記停止位置に応じて前記２つの弁ポートのうちの少なくとも１の弁ポートを開閉する弁体部と、を有し、前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記軸部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記軸部の他端側に形成された背圧室と、を有し、前記弁本体又は前記弁部材が、前記２つの弁ポートのうちの前記弁体部により開閉される弁ポートと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より低いときの前記弁部材における前記背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積が、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されていることを特徴とするロータリー式弁装置である。

請求項２に記載された発明は、上記課題を解決するために、空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する複数の弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記複数の弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される軸部と、前記軸部の一端に設けられ、前記弁座面との間に密閉空間を形成しかつ当該密閉空間により前記停止位置に応じて所定の組み合わせの前記複数の弁ポートを連通する１又は複数の密閉連通路が設けられた弁体部と、を有し、前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記軸部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記軸部の他端側に形成された背圧室と、を有し、前記弁本体又は前記弁部材が、前記密閉連通路のうちのいずれか１つと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より低いときの前記弁部材における前記背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積が、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されていることを特徴とするロータリー式弁装置である。

請求項３に記載された発明は、請求項１又は２に記載された発明において、前記弁本体と前記弁部材との間には、それらの間を密封する環状のシール部材が設けられ、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より高いときに前記シール部材が前記弁部材に押しつけられ、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より低いときに前記シール部材が前記弁本体に押しつけられるように構成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載された発明は、請求項３に記載された発明において、前記弁部材の前記軸部が、前記背圧室に一端面が面するように配置された小径軸部分と、該小径軸部分の他端面に同軸に連なる大径軸部分と、前記小径軸部分の外周面及び前記大径軸部分の外周面の間に形成された軸部段差面と、を有し、前記弁本体が、前記小径軸部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、前記大径軸部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、前記小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有し、前記シール部材が、前記小径軸部分の外周面、前記軸部段差面、前記大径孔部の内周面及び前記支持部段差面に囲まれた空間内に、前記小径軸部分の外周面と前記大径孔部の内周面との間を密封するように設けられていることを特徴とするものである。

請求項５に記載された発明は、上記課題を解決するために、空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する２つの弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記２つの弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される円柱部と、前記円柱部の一端に連なり、前記停止位置に応じて前記２つの弁ポートのうちの少なくとも１の弁ポートを開閉する弁体部と、を有し、前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記円柱部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記円柱部の他端側に形成された背圧室と、を有し、前記弁本体又は前記弁部材が、前記２つの弁ポートのうちの前記弁体部により開閉される弁ポートと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、前記円柱部が、前記背圧室に一端面が面するように配置された小径円柱部分と、該小径円柱部分の他端面に同軸に連なる大径円柱部分と、前記小径円柱部分の外周面及び前記大径円柱部分の外周面の間に形成された円柱部段差面と、を有し、前記弁本体が、前記小径円柱部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、前記大径円柱部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、前記小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有し、前記小径円柱部分の外周面、前記円柱部段差面、前記大径孔部の内周面及び前記支持部段差面に囲まれた空間内に、前記小径円柱部分の外周面と前記大径孔部の内周面との間を密封する環状のシール部材が設けられていることを特徴とするロータリー式弁装置である。

請求項６に記載された発明は、上記課題を解決するために、空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する複数の弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記複数の弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される円柱部と、前記円柱部の一端に連なり、前記弁座面との間に密閉空間を形成しかつ当該密閉空間により前記停止位置に応じて所定の組み合わせの前記複数の弁ポートを連通する１又は複数の密閉連通路が設けられた弁体部と、を有し、前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記円柱部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記円柱部の他端側に形成された背圧室と、を有し、前記弁本体又は前記弁部材が、前記密閉連通路のうちのいずれか１つと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、前記円柱部が、前記背圧室に一端面が面するように配置された小径円柱部分と、該小径円柱部分の他端面に同軸に連なる大径円柱部分と、前記小径円柱部分の外周面及び前記大径円柱部分の外周面の間に形成された円柱部段差面と、を有し、前記弁本体が、前記小径円柱部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、前記大径円柱部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、前記小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有し、前記小径円柱部分の外周面、前記円柱部段差面、前記大径孔部の内周面及び前記支持部段差面に囲まれた空間内に、前記小径円柱部分の外周面と前記大径孔部の内周面との間を密封する環状のシール部材が設けられていることを特徴とするロータリー式弁装置である。

請求項１、２に記載された発明によれば、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より低いときの弁部材における背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積が、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されている。このようにしたことから、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合において、背圧室内の流体圧力により弁部材に対して弁座面から浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材における背圧室内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材を弁座面から浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、押圧部材による弁部材を弁座面に向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材を弁座面に押しつける力を抑制できる。

請求項３に記載された発明によれば、弁本体と弁部材との間には、それらの間を密封する環状のシール部材が設けられている。そして、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より高いときにシール部材が弁部材に押しつけられ、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より低いときにシール部材が弁本体に押しつけられるように構成されている。このようにしたことから、弁本体と弁部材との間を密封する環状のシール部材は、その一部の面に背圧室の流体圧力が加わり、他の一部の面に弁室の流体圧力が加わっている。そして、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より高いときにシール部材が弁部材に押しつけられると、シール部材の一部の面の平面視面積に加えられた背圧室の流体圧力が弁部材にも加えられる。また、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より低いときにシール部材が弁本体に押しつけられると、シール部材の他の一部の面に加えられた弁室の流体圧力が弁本体にも加えられる。つまり、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より低いときの弁部材における背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積（即ち、直接的又はシール部材を通じて間接的に加えられる平面視面積）が、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されている。このことから、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合において、背圧室内の流体圧力により弁部材に対して弁座面から浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材における背圧室内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材を弁座面から浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、押圧部材による弁部材を弁座面に向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材を弁座面に押しつける力を抑制できる。

請求項４に記載された発明によれば、弁部材の軸部が、背圧室に一端面が面するように配置された小径軸部分と、該小径軸部分の他端面に同軸に連なる大径軸部分と、小径軸部分の外周面及び前記大径軸部分の外周面の間に形成された軸部段差面と、を有している。弁本体が、小径軸部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、大径軸部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有している。そして、シール部材が、小径軸部分の外周面、軸部段差面、大径孔部の内周面及び支持部段差面に囲まれた空間内に、小径軸部分の外周面と大径孔部の内周面との間を密封するように設けられている。このようにしたことから、弁部材の小径軸部分の外周面と弁本体の大径孔部の内周面との間を密封する環状のシール部材は、その一部の面に背圧室の流体圧力が加わり、他の一部の面に弁室の流体圧力が加わっている。そして、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より高いときにシール部材が弁部材の軸部段差面に押しつけられ、シール部材の一部の面の平面視面積に加えられた背圧室の流体圧力が弁部材にも加えられる。また、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より低いときにシール部材が弁本体の支持部段差面に押しつけられ、シール部材の他の一部の面に加えられた弁室の流体圧力が弁本体にも加えられる。つまり、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より低いときの弁部材における背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積（即ち、直接的又はシール部材を通じて間接的に加えられる平面視面積）が、背圧室の流体圧力が弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されている。つまり、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合、背圧室内の流体圧力によりシール部材が軸部段差面に押しつけられて、弁部材において平面視で大径軸部分の外径より内側の箇所に背圧室内の流体圧力が加えられる。また、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合、弁室内の流体圧力によりシール部材が軸部段差面に押しつけられて、弁部材において平面視で小径軸部分の外径より内側の箇所に背圧室内の流体圧力が加えられる。このことから、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合において、背圧室内の流体圧力により弁部材に対して弁座面から浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材における背圧室内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材を弁座面から浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、押圧部材による弁部材を弁座面に向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材を弁座面に押しつける力を抑制できる。

請求項５、６に記載された発明によれば、弁本体に軸心回りに回転可能に支持される円柱部が、背圧室に一端面が面するように配置された小径円柱部分と、該小径円柱部分の他端面に同軸に連なる大径円柱部分と、小径円柱部分の外周面及び大径円柱部分の外周面の間に形成された円柱部段差面と、を有している。また、弁本体が、円柱部の小径円柱部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、円柱部の大径円柱部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有している。そして、円柱部の小径円柱部分の外周面、円柱部段差面、弁本体の弁部材支持部の大径孔部の内周面及び支持部段差面に囲まれた空間内に、小径円柱部分の外周面と大径孔部の内周面との間を密封する環状のシール部材が設けられている。このようにしたことから、シール部材における円柱部段差面側の箇所には弁室内の流体圧力が加わっており、シール部材における支持部段差面側の箇所には背圧室内の流体圧力が加わっている。そのため、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合、背圧室内の流体圧力によりシール部材が円柱部段差面に押しつけられて、弁部材において平面視で大径円柱部分の外径より内側の箇所に背圧室内の流体圧力が加えられる。また、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合、弁室内の流体圧力によりシール部材が円柱部段差面に押しつけられて、弁部材において平面視で小径円柱部分の外径より内側の箇所に背圧室内の流体圧力が加えられる。つまり、背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合において、背圧室内の流体圧力により弁部材に対して弁座面から浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材における背圧室内の流体圧力が加えられる箇所の面積が小さくなるので、弁部材を弁座面から浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、押圧部材による弁部材を弁座面に向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材を弁座面に押しつける力を抑制できる。

本発明の第１の実施形態である二方弁の縦断面図である。 図１の二方弁の一部を拡大した拡大断面図である。 図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、（ａ）は、弁部材が第１停止位置にある状態（弁開状態）を示し、（ｂ）は、弁部材が第２停止位置にある状態（第１弁ポートを閉じた弁閉状態）を示し、（ｃ）は、弁部材が第３停止位置にある状態（第２弁ートを閉じた弁閉状態）を示す。 弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最大となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最大構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。 弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最小となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最小構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。 図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。 図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。 図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。 図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。 本発明の第２の実施形態である流路切換弁の縦断面図である。 図１０のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、（ａ）は、弁部材が第１停止位置にある状態を示し、（ｂ）は、弁部材が第２停止位置にある状態を示す。 弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最大となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最大構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。 弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最小となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最小構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。 図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。 図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。 図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。 図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。 従来のロータリー式弁装置の一例の四路切換弁の縦断面図である。 従来のロータリー式弁装置の他の一例の二方弁の縦断面図である。 図１９のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、（ａ）は、弁部材が第１停止位置にある状態（弁開状態）を示し、（ｂ）は、弁部材が第２停止位置にある状態（第１弁ポートを閉じた弁閉状態）を示し、（ｃ）は、弁部材が第３停止位置にある状態（第２弁ートを閉じた弁閉状態）を示す。 図１９の二方弁の弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最大となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最大構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。 図１９の二方弁の弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最小となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最小構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。 図１９の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。 図１９の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。 図１９の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。 図１９の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。

（第１の実施形態）
以下に、本発明のロータリー式弁装置の第１の実施形態としての二方弁について、図１〜図３を参照して構成を説明し、図４〜図９を参照して動作を説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態である二方弁の縦断面図である。図２は、図１の二方弁の一部を拡大した拡大断面図である。図３は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、（ａ）は、弁部材が第１停止位置にある状態（弁開状態）を示し、（ｂ）は、弁部材が第２停止位置にある状態（第１弁ポートを閉じた弁閉状態）を示し、（ｃ）は、弁部材が第３停止位置にある状態（第２弁ートを閉じた弁閉状態）を示す。なお、以下の説明における「上下」の概念は、図１における上下に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。

第１の実施形態の二方弁（各図中、符号１で示す）は、例えば、流体の流動方向が変化する回路に配設され、流体の流動を許容又は規制するためなどに用いられる二方弁である。

本実施形態の二方弁１は、図１〜図３に示すように、弁本体１０と、弁座部２０と、弁部材３０と、シールリング３８と、回転軸部４０と、回転駆動部５０と、コイルばね６３と、を有している。

弁本体１０は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などを材料として構成され、略円筒形状の第１部分１１と、第１部分１１の図中上方の一端部を塞ぐようにして当該第１部分１１に固定して取り付けられた略円板状の第２部分１２と、を有している。

第２部分１２の中央部には、それを貫通する平面視円形の円形貫通孔１３が形成されている。この円形貫通孔１３は、その軸Ｌが後述する弁座部２０の弁座面２２ａと直交するように設けられている。

円形貫通孔１３における図中上方の軸受挿入部１４には、後述する回転軸部４０を回転可能に支持する軸受け部１６が挿入されて、当該軸受け部１６が第２部分１２に固定して設けられている。

また、円形貫通孔１３における図中下方の弁部材支持部１５には、後述する弁部材３０の円柱部３１における小径円柱部分３１ａが回転可能に嵌合される小径孔部１５ａと、当該円柱部３１における大径円柱部分３１ｂが回転可能に嵌合される、小径孔部１５ａより径の大きい大径孔部１５ｂと、が軸Ｌ方向に並べて設けられている。また、小径孔部１５ａの内周面１５ａ１と大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間には、これら内周面１５ａ１及び内周面１５ｂ１と直交（略直交を含む）する支持部段差面１５ｃが設けられている。

第１部分１１の内側空間１１ａ及びそれに連通する第２部分１２の円形貫通孔１３の弁部材支持部１５内の空間により、弁本体１０内側に空間Ｑが形成されている。第１部分１１と第２部分１２との間は、シールリング６６によって封止され、軸受け部１６と第２部分１２との間は、シールリング６７によって封止されている。

弁座部２０は、弁本体１０の第１部分１１の図中下方の他端部を塞ぐように当該第１部分１１と一体に設けられた弁座部本体２１と、弁座部本体２１における弁本体１０内の空間Ｑ側を向く平面に固定して重ねられた薄板部材２２と、を有している。

また、弁座部２０は、弁座部本体２１及び薄板部材２２を貫通して設けられた２つの弁ポートとしての第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２が設けられている。本実施形態において、弁座面２２ａに直交する方向からの平面視において、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２は、軸Ｌを中心とする円周上に配置されている。

弁座部２０の薄板部材２２は、例えば、ステンレスなどを材料として構成されており、弁本体１０内の空間Ｑに面した平面状の弁座面２２ａを備えている。この弁座面２２ａは、弁本体１０の第２部分１２と間隔をあけて対向して配置されている。

弁部材３０は、円柱部３１と、円柱部３１の図中下方の端部（即ち、円柱部３１の一端）に設けられた弁体部３３と、を一体に有している。弁部材３０は、弁本体１０内の空間Ｑに収容されている。

円柱部３１は、小径円柱部分３１ａと、小径円柱部分３１ａに同軸に連接された当該小径円柱部分３１ａより径の大きい大径円柱部分３１ｂと、を一体に有している。また、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１と大径円柱部分３１ｂの外周面３１ｂ１との間には、これら外周面３１ａ１及び外周面３１ｂ１と直交（略直交を含む）する円柱部段差面３１ｃが設けられている。小径円柱部分３１ａは、外径が上述した弁本体１０の弁部材支持部１５の小径孔部１５ａの内径より若干小さく形成されている。また、大径円柱部分３１ｂは、外形が上述した弁本体１０の弁部材支持部１５の大径孔部１５ｂの内径より若干小さく形成されている。円柱部３１は、その軸が円形貫通孔１３の軸Ｌと重なるようにして弁部材支持部１５に嵌合される。これにより、円柱部３１（つまり、弁部材３０）は、当該弁部材支持部１５により軸心回りに回転可能に支持される。円柱部３１は、軸部の一例に相当する。また、小径円柱部分３１ａ、大径円柱部分３１ｂ及び円柱部段差面３１ｃは、それぞれ小径軸部分、大径軸部分及び軸部段差面の一例に相当する。

円柱部３１の小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１、円柱部３１の円柱部段差面３１ｃ、弁部材支持部１５の大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１、および、弁部材支持部１５の支持部段差面１５ｃ、によって囲まれたシール空間Ｒには、シールリング３８が配設されている。

シールリング３８は、例えば、ニトリルゴムやシリコーンゴムなどの比較的軟質の弾性材料で構成されている。シールリング３８は、外部から力を加えられていない状態（弾性変形していない状態）で円環状（リング状）になるように形成されている。シールリング３８の内径は、円柱部３１の小径円柱部分３１ａの外径より小さく形成され、シールリング３８の外径は、弁部材支持部１５の大径孔部１５ｂの内径より大きく形成されている。これにより、シールリング３８は、上記シール空間Ｒに収容されると半径方向に押しつぶされて、円柱部３１の小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１と弁部材支持部１５の大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間を回転可能に密封する。シールリング３８における円柱部段差面３１ｃ側の箇所（即ち、シール部材の他の一部の面）には弁室Ｂ内の流体圧力が加わっており、シールリング３８における支持部段差面１５ｃ側の箇所（即ち、シール部材の一部の面）には背圧室Ｈ内の流体圧力が加わっている。シールリング３８は、シール部材の一例に相当する。

また、円柱部３１は、その長さが円形貫通孔１３の弁部材支持部１５の長さと同一又は若干短くされており、小径円柱部分３１ａの全体及び大径円柱部分３１ｂの一部が、当該弁部材支持部１５内に配置されている。これにより、円柱部３１の図中上方の上端面３１ｄ（即ち、小径円柱部分３１ａの一端面）側に密閉された空間（以下、「背圧室Ｈ」という）が形成される。つまり、弁部材３０は、その上端面３１ｄ側に、弁本体１０の第２部分１２との間に空間Ｑの一部を密閉するように区画した背圧室Ｈを形成するように配設されている。また、弁部材３０は、空間Ｑ内に配設されることにより、当該空間Ｑの他の一部である弁本体１０の第１部分１１の内側空間１１ａを、弁室Ｂとして背圧室Ｈと区画する。この第１部分１１の内側空間１１ａには、後述する弁体部３３が収容される。換言すると、弁本体１０が、弁部材３０により空間Ｑが区画されることによって、円柱部３１の一端側に形成された弁体部３３が収容される弁室Ｂと、円柱部３１の他端側に形成された背圧室Ｈと、を有している。

また、円柱部３１は、後述する回転軸部４０の一端部４１が取り付けられる回転軸部取付孔３２が、上端面３１ｄに開口して設けられている。この回転軸部取付孔３２は、小径部３２ａと、小径部より径の大きい大径部３２ｂと、が上下方向に連なって形成されている。小径部３２ａの径は、回転軸部４０の一端部４１の外径より若干大きくされている。大径部３２ｂの径は、コイルばね６３の外径より若干大きくされている。

弁体部３３は、円柱部３１の半径方向に張り出した袴形状でかつ軸Ｌ方向から見た平面視において略扇形状に形成されている。本実施形態において、弁体部３３は、円柱部３１の一端に一体に連なって設けられている。勿論、このような構成以外にも、弁体部３３は、円柱部３１と別個に形成されるとともに連接部材等を介して円柱部３１の一端に連なって設けられていてもよい。弁体部３３は、弁本体１０の弁室Ｂ（内側空間１１ａ）内に配置されている。弁体部３３の下端面３３ａは平面状に形成され、弁座部２０の弁座面２２ａに摺動回転可能に密に重ねられている。弁体部３３の下端面３３ａには、当該弁体部３３内側に広がる密閉凹部３４が設けられている。

密閉凹部３４は、弁体部３３の内側をその外形に沿ってくり抜いた形状に形成されており、軸Ｌ方向から見た平面視において略扇形状に形成されている。密閉凹部３４は、弁座面２２ａに重ねられることにより、当該弁座面２２ａとの間に密閉空間Ｇを形成する。弁体部３３によって第１弁ポートＰ１又は第２弁ポートＰ２が覆われて密閉空間Ｇ内に露出されることにより、第１弁ポートＰ１又は第２弁ポートＰ２が互いに分け隔てられて、第１弁ポートＰ１と第２弁ポートＰ２との間を流れる流体の流動が規制される。

また、弁部材３０には、円柱部３１の回転軸部取付孔３２と密閉凹部３４とを連通する均圧路３６が設けられている。この均圧路３６によって、回転軸部取付孔３２を通じて密閉凹部３４の密閉空間Ｇ（つまり、弁体部３３により開閉される第１弁ポートＰ１又は第２弁ポートＰ２）と背圧室Ｈとが連通されて接続される。なお、本実施形態において、均圧路３６は、弁部材３０に設けられているが、これに限定されるものではない。例えば、弁部材３０が、例えば、第１弁ポートＰ１のみ開閉する構成において、弁本体１０に、第１弁ポートＰ１と背圧室Ｈとを接続する均圧路を設けてもよい。

弁部材３０は、図３（ａ）に示す第１停止位置にあるとき、弁体部３３により第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２のいずれも覆われず、これら第１弁ポートＰ１と第２弁ポートＰ２とが弁室Ｂ内に露出されて流体の流動が許容される（弁開状態）。

また、弁部材３０を、図３（ａ）の第１停止位置から図３（ｂ）に示す第２停止位置まで図中時計回りに回転させると、弁部材３０は弁体部３３によって第１弁ポートＰ１が覆われる。これにより、第１弁ポートＰ１が密閉空間Ｇ内に露出され、第２弁ポートＰ２が弁室Ｂ内に露出されて、第１弁ポートＰ１又は第２弁ポートＰ２が互いに分け隔てられて、第１弁ポートＰ１と第２弁ポートＰ２との間を流れる流体の流動が規制される（弁閉状態）。

また、弁部材３０を、図３（ａ）の第１停止位置から図３（ｃ）に示す第３停止位置まで図中反時計回りに回転させると、弁部材３０は弁体部３３によって第２弁ポートＰ２が覆われる。これにより、第２弁ポートＰ２が密閉空間Ｇ内に露出され、第１弁ポートＰ１が弁室Ｂ内に露出されて、第１弁ポートＰ１又は第２弁ポートＰ２が互いに分け隔てられて、第１弁ポートＰ１と第２弁ポートＰ２との間を流れる流体の流動が規制される（弁閉状態）。

弁本体１０と弁部材３０とには、弁部材３０が第２停止位置を超えて時計回りに回転されること、及び、第３停止位置を超えて反時計回りに回転されることを規制する図示しない一対の回転ストッパ機構が設けられている。または、弁部材３０の回転角度等を検出するセンサなどからなる検出部を設けて、当該検出部によって検出された弁部材３０の回転角度等に基づいて、弁部材３０を第２停止位置及び第３停止位置に停止させるように、後述する回転駆動部５０を制御する構成などであってもよい。

回転軸部４０は、円柱状に形成されており、一端部４１が弁部材３０に取り付けられ、他端部４２が、弁本体１０の第２部分１２を貫通して外部に突出されている。また、回転軸部４０の軸が円形貫通孔１３の軸Ｌと重なるようにして、回転軸部４０の中央部４３が、弁本体１０の第２部分１２に設けられた軸受け部１６によって回動可能に支持されている。

回転軸部４０の一端部４１は、コイルばね６３の内側に挿通されると共に、弁部材３０の回転軸部取付孔３２に挿入して配置されている。このときコイルばね６３は、回転軸部４０に設けられたフランジ状のばね受け部４４と回転軸部取付孔３２における小径部３２ａと大径部３２ｂとの間の段差部３２ｃとの間に圧縮状態で挟まれている。これにより、弁部材３０は、コイルばね６３によって弁座面２２ａに向けて押圧される。コイルばね６３は、押圧部材の一例に相当する。

また、回転軸部４０の一端部４１には、その外周面に形成された図示しない凸部が設けられており、回転軸部取付孔３２の小径部３２ａの内周面には、この凸部が軸Ｌを中心とした回転方向に係止するように形成された図示しない凹部が設けられている。これにより、回転軸部４０は、弁部材３０に対して軸Ｌ方向に移動可能であり、かつ、回転軸部４０が軸Ｌを中心として回転されると、上記凸部と上記凹部とが係止して回転軸部４０とともに弁部材３０が回転される。

回転軸部４０には、ばね受け部４４の図中上方に間隔をあけて第１フランジ部４５が設けられ、第１フランジ部４５の図中上方に間隔をあけて第２フランジ部４６が設けられている。第１フランジ部４５及び第２フランジ部４６の外径は、弁本体１０の軸受け部１６の内径と略同一にされている。ばね受け部４４と第１フランジ部４５との間には、第１シールリング６１が配設され、第１フランジ部４５と第２フランジ部４６との間には、第２シールリング６２が配設されて、これら第１シールリング６１及び第２シールリング６２によって軸受け部１６と回転軸部４０との間を封止している。

第１シールリング６１及び第２シールリング６２は、例えば、ニトリルゴムやシリコーンゴムなどの比較的軟質の弾性材料で構成されている。第１シールリング６１及び第２シールリング６２は、外部から力を加えられていない状態（弾性変形していない状態）で円環状（リング状）になるように形成されており、その内径が回転軸部４０の中央部４３の外径より若干小さく、かつ、その外径が軸受け部１６の内径より若干大きくされている。

回転駆動部５０は、弁本体１０の第２部分１２の上面１２ａにおける回転軸部４０が突出された箇所付近に設けられている。回転駆動部５０は、直流モータからなるモータ部５１と、モータ部５１のモータシャフト５１ａに固定して取り付けられた第１ギヤ５２と、第１ギヤ５２と噛み合うようにして回転軸部４０の他端部４２に固定して取り付けられた第２ギヤ５３と、を有している。回転駆動部５０は、モータ部５１に電力が供給されると、モータシャフト５１ａを回転させ、この回転が第１ギヤ５２及び第２ギヤ５３を通じて、回転軸部４０を、軸Ｌを中心として回転させる。本実施形態において、一対の歯車（第１ギヤ５２及び第２ギヤ５３）により減速機構を構成しているが、さらに多くの歯車により減速機構を構成してもよい。この減速機構は遊星歯車により構成されていてもよい。

次に、本実施形態の二方弁１における動作の一例について、図４〜図９を参照して説明する。

図４は、弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最大となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最大構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。図５は、弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最小となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最小構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。

図６は、図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。図７は、図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。図８は、図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。図９は、図１の二方弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、二方弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。

上述した二方弁１においては、例えば、弁部材３０の形状公差、温度変化による歪み等の各種要因によって、弁部材３０の下端面３３ａと弁座面２２ａとの接触面積がばらついたり、不安定になったりすることがあり、弁部材３０に加わる流体圧力による力のバランスが変化する。そのため、弁部材３０の下端面３３ａと弁座面２２ａとの接触面積のばらつきにより密閉空間Ｇが最大となる場合及び最小となる場合をワーストケースとして、これらワーストケースとした場合でも弁部材３０が弁座面２２ａから浮き上がらないように、コイルばね６３による当該弁部材３０を押しつける力を設定することで、想定されるすべてのケースにおいて、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらないようにすることが可能となる。

例えば、図４（ａ）に示すように、弁部材３０がコイルばね６３によって弁座面２２ａに押しつけられた場合に、形状公差によって、弁体部３３の下端面３３ａの外周縁３３ａ１が弁座面２２ａに当接され、且つ、内周縁３３ａ２が弁座面２２ａから離間されることが考えられる。この場合、弁体部３３の下端面３３ａには、密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる。つまり、図４（ｂ）に示すように、弁部材３０における密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積Ｓ１が、弁体部３３の下端面３３ａの外周縁３３ａ１内の面積（斜線部分）となる。以下、この構成を「密閉空間最大構成」という。

また、図５（ａ）に示すように、弁部材３０がコイルばね６３によって弁座面２２ａに押しつけられた場合に、形状公差によって、弁体部３３の下端面３３ａの内周縁３３ａ２が弁座面２２ａに当接され、且つ、外周縁３３ａ１が弁座面２２ａから離間されることが考えられる。この場合、弁体部３３の下端面３３ａには、弁室Ｂ内の流体圧力が加えられる。つまり、図５（ｂ）に示すように、弁部材３０における密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積Ｓ２が、弁体部３３の下端面３３ａの内周縁３３ａ２内の面積（斜線部分）となる。以下、この構成を「密閉空間最小構成」という。

そして、これら密閉空間最大構成及び密閉空間最小構成のそれぞれにおいて、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が、弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合及び低い場合の４つのケースについて、弁部材３０に働く力の一例を以下に示す。

以下の説明において、弁部材３０の円柱部３１の大径円柱部分３１ｂの平面視面積ＳＨ１を３８０平方ミリメートル（即ち、大径円柱部分３１ｂの径Ｄ１を２２ｍｍ）、小径円柱部分３１ａの平面視面積ＳＨ２を２５４．３平方ミリメートル（即ち、小径円柱部分３１ａの径Ｄ２を１８ｍｍ）、密閉空間最大構成のときの上記平面視面積Ｓ１（即ち、下端面３３ａの外周縁３３ａ１内の面積）を３８５平方ミリメートル、密閉空間最小構成のときの上記平面視面積Ｓ２（即ち、下端面３３ａの内周縁３３ａ２内の面積）を２５０平方ミリメートル、としている。

また、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合のこれら流体圧力の圧力差ΔＰ１を３．０ＭＰａとし、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合のこれら流体圧力の圧力差ΔＰ２を−３．０ＭＰａとしている。

密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ１は、密閉空間Ｇ内の流体圧力と弁室Ｂ内の流体圧力との圧力差（上記圧力差ΔＰ１又はΔＰ２）に、弁部材３０における密閉空間Ｇ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積（上記平面視面積Ｓ１又はＳ２）を乗じることで得られる。背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ２は、背圧室Ｈ内の流体圧力と弁室Ｂ内の流体圧力との圧力差（上記圧力差ΔＰ１又はΔＰ２）に、弁部材３０における背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積（上記平面視面積ＳＨ１又はＳＨ２）を乗じることで得られる。また、以下では、弁部材３０を弁座面に押しつける向きを正としている。

（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合）
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合、シールリング３８が、弁部材３０の円柱部３１の円柱部段差面３１ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が大径円柱部分３１ｂ（即ち、平面視面積ＳＨ１）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ１）×Ｓ１＝−１１５５［Ｎ］・・・（２−１）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ１×ＳＨ１＝１１４０［Ｎ］・・・（２−２）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−１５［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらせるように１５［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、少なくとも１５［Ｎ］を超える力で弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつける必要がある。

（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合）
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース２においても、ケース１と同様に、背圧室Ｈ内の流体圧力が大径円柱部分３１ｂ（即ち、平面視面積ＳＨ１）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ１）×Ｓ２＝−７５０［Ｎ］・・・（２−３）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ１×ＳＨ１＝１１４０［Ｎ］・・・（２−４）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝３９０［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０を弁座面２２ａに押しつけるように３９０［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつけなくても、弁部材３０は弁座面２２ａから浮き上がらない。

（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合）
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合、シールリング３８が、弁本体１０の弁部材支持部１５の支持部段差面１５ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が小径円柱部分３１ａ（即ち、平面視面積ＳＨ２）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ１＝１１５５［Ｎ］・・・（２−５）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ２＝−７６３［Ｎ］・・・（２−６）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝３９２［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０を弁座面２２ａに押しつけるように３９２［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつけなくても、弁部材３０は弁座面２２ａから浮き上がらない。

（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合）
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース４においても、ケース３と同様に、背圧室Ｈ内の流体圧力が小径円柱部分３１ａ（即ち、平面視面積ＳＨ２）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ２＝７５０［Ｎ］・・・（２−７）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ２＝−７６３［Ｎ］・・・（２−８）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０には、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−１３［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらせるように１３［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、少なくとも１３［Ｎ］を超える力で弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつける必要がある。

上述したケース１〜４のうち、ケース１において、弁部材３０が弁座面２２ａから浮き上がらせる力が最も大きくなる。そこで、ケース１〜４のいずれの場合においても弁部材３０が弁座面２２ａから浮き上がらないようにするためには、ワーストケースであるケース１において、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらせないようにすればよい。つまり、コイルばね６３による弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつける力ＦＳが、ケース１において弁部材３０を浮き上がらせる力である１５［Ｎ］を少なくとも超えるように設定すればよい。そして、背圧室Ｈの流体圧力と弁室Ｂの流体圧力との関係が切り替わることにより、弁部材３０における背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積が変化する。具体的には、背圧室Ｈの流体圧力より弁室Ｂの流体圧力が高いときの上記平面視面積ＳＨ２が、背圧室Ｈの流体圧力より弁室Ｂの流体圧力が低いときの上記平面視面積ＳＨ１より小さくなる。これにより、このコイルばね６３に設定される力は、従来の構成に比べて小さくなる。

上述したように、二方弁１では、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合、シールリング３８が、弁部材３０の円柱部３１の円柱部段差面３１ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が大径円柱部分３１ｂ（即ち、平面視面積ＳＨ１）の箇所に加わる。また、密閉空間Ｇ内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合、シールリング３８が、弁本体１０の弁部材支持部１５の支持部段差面１５ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が小径円柱部分３１ａ（即ち、平面視面積ＳＨ２）の箇所に加わる。

つまり、二方弁１は、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときの弁部材３０における背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積ＳＨ２が、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときの前記平面視面積ＳＨ１より小さくなるように構成されている。また、弁本体１０と弁部材３０との間には、それらの間を密封する環状のシールリング３８が設けられ、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときにシールリング３８が弁部材３０に押しつけられ、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときにシールリング３８が弁本体１０に押しつけられるように構成されている。

以上説明したように、本実施形態の二方弁１は、空間Ｑが内側に設けられた弁本体１０と、空間Ｑに面した平面状の弁座面２２ａ及び該弁座面２２ａに開口する第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２を有する弁座部２０と、弁座面２２ａに摺動回転可能に重ねて空間Ｑ内に配置され、停止位置に応じて定まる第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２の連通関係を回転により切り換える弁部材３０と、弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつけるコイルばね６３と、を備えている。また、弁部材３０が、弁本体１０に軸心回りに回転可能に支持される円柱部３１と、円柱部３１の一端に連なり、弁部材３０の停止位置に応じて第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２を開閉する弁体部３３と、を有している。弁本体１０が、弁部材３０により空間Ｑが区画されることによって円柱部３１の一端側に形成された弁体部３３が収容される弁室Ｂと、円柱部３１の他端側に形成された背圧室Ｈと、を有している。弁部材３０が、第１弁ポートＰ１及び第２弁ポートＰ２と背圧室Ｈとを接続する均圧路３６を有している。円柱部３１が、背圧室Ｈに一端面が面するように配置された小径円柱部分３１ａと、該小径円柱部分３１ａの他端面に同軸に連なる大径円柱部分３１ｂと、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１及び大径円柱部分３１ｂの外周面３１ｂ１の間に形成された円柱部段差面３１ｃと、を有している。弁本体１０が、小径円柱部分３１ａが回転可能に嵌合される小径孔部１５ａと、大径円柱部分３１ｂが回転可能に嵌合される大径孔部１５ｂと、小径孔部１５ａの内周面１５ａ１及び大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間に形成された支持部段差面１５ｃと、が設けられた弁部材支持部１５を有している。そして、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１、円柱部段差面３１ｃ、大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１及び支持部段差面１５ｃに囲まれたシール空間Ｒ内に、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１と大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間を密封する環状のシールリング３８が設けられている。

以上より、本実施形態によれば、弁本体１０に軸心回りに回転可能に支持される円柱部３１が、背圧室Ｈに一端面が面するように配置された小径円柱部分３１ａと、該小径円柱部分３１ａの他端面に同軸に連なる大径円柱部分３１ｂと、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１及び大径円柱部分３１ｂの外周面３１ｂ１の間に形成された円柱部段差面３１ｃと、を有している。また、弁本体１０が、円柱部３１の小径円柱部分３１ａが回転可能に嵌合される小径孔部１５ａと、円柱部３１の大径円柱部分３１ｂが回転可能に嵌合される大径孔部１５ｂと、小径孔部１５ａの内周面１５ａ１及び大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間に形成された支持部段差面１５ｃと、が設けられた弁部材支持部１５を有している。そして、円柱部３１の小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１、円柱部段差面３１ｃ、弁本体１０の弁部材支持部１５の大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１及び支持部段差面１５ｃに囲まれたシール空間Ｒ内に、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１と大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間を密封する環状のシールリング３８が設けられている。このようにしたことから、シールリング３８における円柱部段差面３１ｃ側の箇所には弁室Ｂ内の流体圧力が加わっており、シールリング３８における支持部段差面１５ｃ側の箇所には背圧室Ｈ内の流体圧力が加わっている。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合、背圧室Ｈ内の流体圧力によりシールリング３８が円柱部段差面３１ｃに押しつけられて、弁部材３０において平面視で大径円柱部分３１ｂの外径より内側の箇所に背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる。また、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合、弁室Ｂ内の流体圧力によりシールリング３８が支持部段差面１５ｃに押しつけられて、弁部材３０において平面視で小径円柱部分３１ａの外径より内側の箇所に背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる。つまり、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合において、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して弁座面２２ａから浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材３０における背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の面積が小さくなるので、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、コイルばね６３による弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材３０を弁座面２２ａに押しつける力を抑制できる。

また、二方弁１は、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときの弁部材３０における背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積ＳＨ２が、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときの平面視面積ＳＨ１より小さくなるように構成されている。このようにしたことから、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合において、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して弁座面２２ａから浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材３０における背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、コイルばね６３による弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材３０を弁座面２２ａに押しつける力を抑制できる。

また、二方弁１は、弁本体１０と弁部材３０との間に、それらの間を密封する環状のシールリング３８が設けられている。そして、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときにシールリング３８が弁部材３０に押しつけられ、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときにシールリング３８が弁本体１０に押しつけられるように構成されている。このようにしたことから、弁本体１０と弁部材３０との間を密封する環状のシールリング３８は、その一部の面（支持部段差面１５ｃ側の箇所）に背圧室Ｈの流体圧力が加わり、他の一部の面（円柱部段差面３１ｃ側の箇所）に弁室Ｂの流体圧力が加わっている。そして、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときにシールリング３８が弁部材３０に押しつけられると、シールリング３８の一部の面の平面視面積に加えられた背圧室Ｈの流体圧力が弁部材３０にも加えられる。また、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときにシールリング３８が弁本体１０に押しつけられると、シールリング３８の他の一部の面に加えられた弁室Ｂの流体圧力が弁本体１０にも加えられる。つまり、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときの弁部材３０における背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積ＳＨ２（即ち、直接的又はシール部材を通じて間接的に加えられる平面視面積）が、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときの前記平面視面積ＳＨ１より小さくなるように構成されている。このことから、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合において、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０に対して弁座面２２ａから浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材３０における背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、コイルばね６３による弁部材３０を弁座面２２ａに向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材３０を弁座面２２ａに押しつける力を抑制できる。

（第２の実施形態）
以下に、本発明のロータリー式弁装置の第２の実施形態として流路切換弁について、図１０、図１１を参照して構成を説明し、図１２〜図１７を参照して動作を説明する。

図１０は、本発明の第２の実施形態である流路切換弁の縦断面図である。図１１は、図１０のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、（ａ）は、弁部材が第１停止位置にある状態を示し、（ｂ）は、弁部材が第２停止位置にある状態を示す。なお、以下の説明における「上下」の概念は、図１１における上下に対応しており、各部材の相対的な位置関係を示すものであって、絶対的な位置関係を示すものではない。

第２の実施形態の流路切換弁（各図中、符号１Ａで示す）は、例えば、流体の流動方向が変化する回路に配設され、流体の流動方向を切り換えるためなどに用いられる四方切換弁である。

本実施形態の流路切換弁１Ａは、図１０、図１１に示すように、弁本体１０と、弁座部２０Ａと、弁部材３０Ａと、シールリング３８と、回転軸部４０と、回転駆動部５０と、コイルばね６３と、を有している。本実施形態の流路切換弁１Ａは、上述した第１の実施形態の二方弁１において、弁座部２０及び弁部材３０に代えて、弁座部２０Ａ及び弁部材３０Ａを有する以外は同一の構成である。よって、以下の説明において、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。

弁座部２０Ａは、弁本体１０の第１部分１１の図中下方の他端部を塞ぐように当該第１部分１１と一体に設けられた弁座部本体２１と、弁座部本体２１における空間Ｑ側を向く平面に固定して重ねられた薄板部材２２と、を有している。

また、弁座部２０Ａは、弁座部本体２１及び薄板部材２２を貫通して設けられた複数の弁ポートとしての第１固定ポートＥ１、第２固定ポートＥ２、第１切換ポートＣ１、及び、第２切換ポートＣ２が設けられている。本実施形態において、弁座面２２ａに直交する方向からの平面視において、第１固定ポートＥ１は、円形貫通孔１３の軸Ｌに重ねて配置され、第２固定ポートＥ２、第１切換ポートＣ１及び第２切換ポートＣ２は、軸Ｌを中心とする円周（略円周含む）上に配置されている。弁座部２０Ａの弁座部本体２１及び薄板部材２２は、開口されたポート以外について上述した第１の実施形態と同様の構成である。

弁部材３０Ａは、円柱部３１と、円柱部３１の図中下方の端部（即ち、円柱部３１の一端）に設けられた弁体部３３Ａと、を一体に有している。弁部材３０Ａは、弁本体１０内の空間Ｑに収容されている。円柱部３１は、上述した第１の実施形態と同一の構成である。つまり、本実施形態の円柱部３１及び弁本体１０の弁部材支持部１５については、図２に示す上述した第１の実施形態と同一の構成である。

弁体部３３Ａは、円柱部３１の半径方向に張り出した平面視円形状に形成されており、弁本体１０の内側空間１１ａ内に配置されている。本実施形態において、弁体部３３Ａは、円柱部３１の一端に一体に連なって設けられている。勿論、この構成以外にも、弁体部３３Ａは、円柱部３１と別個に形成されるとともに連接部材等を介して円柱部３１の一端に連なって設けられていてもよい。弁体部３３Ａの下端面３３ａは平面状に形成され、弁座部２０Ａの弁座面２２ａに摺動回転可能に密に重ねられている。弁体部３３Ａの下端面３３ａには、当該弁体部３３Ａ内側に広がる密閉連通路３４Ａ及び開放連通路３５が設けられている。

密閉連通路３４Ａは、弁座面２２ａとの間に密閉空間Ｇ１を形成するように、弁体部３３Ａの下端面３３ａに中央部分から半径方向に延在して設けられている。本実施形態では、密閉連通路３４Ａが、軸Ｌ方向から見た平面視において、帯状（略帯状含む）に形成され、円柱部３１の外側に一方向に向けて延在する延在部分３４０を有している。

開放連通路３５は、弁体部３３Ａの下端面３３ａに密閉連通路３４Ａを囲む略Ｃ字形状の空間Ｇ２を形成するように設けられている。弁体部３３Ａには、開放連通路３５の内外を接続する接続孔３３ｂが設けられている。

また、弁部材３０Ａには、円柱部３１の回転軸部取付孔３２と密閉連通路３４Ａとを連通する均圧路３６が設けられている。この均圧路３６によって、回転軸部取付孔３２を通じて密閉連通路３４Ａの密閉空間Ｇ１と背圧室Ｈとが連通されて接続される。

弁部材３０Ａは、図１１（ａ）に示す第１停止位置にあるとき、密閉連通路３４Ａの密閉空間Ｇ１によって第１固定ポートＥ１と第１切換ポートＣ１とを連通して接続し、かつ、開放連通路３５の空間Ｇ２に第２固定ポートＥ２と第２切換ポートＣ２とを露出させてこれらポートを連通して接続する。また、図１１（ａ）の第１停止位置から図１１（ｂ）に示す第２停止位置まで回転させると、弁部材３０Ａは、密閉連通路３４Ａにより形成される密閉空間Ｇ１によって第１固定ポートＥ１と第２切換ポートＣ２とを連通して接続し、かつ、開放連通路３５の空間Ｇ２に第２固定ポートＥ２と第１切換ポートＣ１とを露出させてこれらポートを連通して接続する。

弁本体１０と弁部材３０Ａとには、弁部材３０Ａが第１停止位置及び第２停止位置を超えて回転されることを規制する図示しない一対の回転ストッパ機構が設けられている。または、弁部材３０Ａの回転角度等を検出するセンサなどからなる検出部を設けて、当該検出部によって検出された弁部材３０Ａの回転角度等に基づいて、弁部材３０Ａを第１停止位置及び第２停止位置に停止させるように、後述する回転駆動部５０を制御する構成などであってもよい。これにより、弁部材３０Ａは、第１停止位置から図中反時計回りに回転されて第２停止位置で停止し、第２停止位置から図中時計回りに回転されて第１停止位置で停止する。

次に、本実施形態の流路切換弁１Ａにおける動作の一例について、図１２〜図１７を参照して説明する。

図１２は、弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最大となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最大構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。図１３は、弁部材における弁体部の密閉空間内の流体圧力を受ける箇所を説明する図であって、（ａ）は、弁体部の密閉空間が最小となる場合の弁部材の断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁部材を備えた構成（密閉空間内最小構成）において弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図である。

図１４は、図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。図１５は、図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より高い場合）。図１６は、図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。図１７は、図１０の流路切換弁の動作を説明する図であって、（ａ）は、流路切換弁の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）の弁座面を軸Ｌ方向から見た平面図であり、（ｃ）は、（ａ）の一部を拡大した拡大断面図である（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間内及び背圧室内の流体圧力が弁室内の流体圧力より低い場合）。

上述した流路切換弁１Ａにおいては、例えば、弁部材３０Ａの形状公差、温度変化による歪み等の各種要因によって、弁部材３０Ａの下端面３３ａと弁座面２２ａとの接触面積がばらついたり、不安定になったりすることがあり、弁部材３０Ａに加わる流体圧力による力のバランスが変化する。そのため、弁部材３０Ａの下端面３３ａと弁座面２２ａとの接触面積のばらつきにより密閉空間Ｇ１が最大となる場合及び最小となる場合をワーストケースとして、これらワーストケースとした場合でも弁部材３０Ａが弁座面２２ａから浮き上がらないように、コイルばね６３による当該弁部材３０Ａを押しつける力を設定することで、想定されるすべてのケースにおいて、弁部材３０を弁座面２２ａから浮き上がらないようにすることが可能となる。

例えば、図１２（ａ）に示すように、弁部材３０Ａがコイルばね６３によって弁座面２２ａに押しつけられた場合に、形状公差によって、弁体部３３Ａの下端面３３ａにおける密閉連通路３４Ａを囲う部分の外周縁３３ａ３が弁座面２２ａに当接され、且つ、当該部分の内周縁３３ａ４が弁座面２２ａから離間されることが考えられる。この場合、弁体部３３Ａの下端面３３ａにおける当該部分は、密閉空間Ｇ１内の流体圧力が加えられる。つまり、図１２（ｂ）に示すように、弁部材３０Ａにおける密閉空間Ｇ１内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積Ｓ１が、弁体部３３Ａの下端面３３ａにおける密閉連通路３４Ａを囲う部分の外周縁３３ａ３内の面積（斜線部分）となる。以下、この構成を「密閉空間最大構成」という。

また、図１３（ａ）に示すように、弁部材３０Ａがコイルばね６３によって弁座面２２ａに押しつけられた場合に、形状公差によって、弁体部３３Ａの下端面３３ａにおける密閉連通路３４Ａを囲う部分の内周縁３３ａ４が弁座面２２ａに当接され、且つ、当該部分の外周縁３３ａ３が弁座面２２ａから離間されることが考えられる。この場合、弁体部３３Ａの下端面３３ａにおける当該部分には、弁室Ｂ内の流体圧力が加えられる。つまり、図１３（ｂ）に示すように、弁部材３０Ａにおける密閉空間Ｇ１内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積Ｓ２が、弁体部３３Ａの下端面３３ａにおける密閉連通路３４Ａを囲う部分の内周縁３３ａ４内の面積（斜線部分）となる。以下、この構成を「密閉空間最小構成」という。

そして、これら密閉空間最大構成及び密閉空間最小構成のそれぞれにおいて、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が、弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合及び低い場合の４つのケースについて、弁部材３０Ａに働く力の一例を以下に示す。

以下の説明において、弁部材３０Ａの円柱部３１の大径円柱部分３１ｂの平面視面積ＳＨ１を３８０平方ミリメートル（即ち、大径円柱部分３１ｂの径Ｄ１を２２ｍｍ）、小径円柱部分３１ａの平面視面積ＳＨ２を２５４．３平方ミリメートル（即ち、小径円柱部分３１ａの径Ｄ２を１８ｍｍ）、密閉空間最大構成のときの上記平面視面積Ｓ１（即ち、下端面３３ａの外周縁３３ａ３内の面積）を４００平方ミリメートル、密閉空間最小構成のときの上記平面視面積Ｓ２（即ち、下端面３３ａの内周縁３３ａ４内の面積）を２５２平方ミリメートル、としている。

また、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合のこれら流体圧力の圧力差ΔＰ１を３．０ＭＰａとし、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合のこれら流体圧力の圧力差ΔＰ２を−３．０ＭＰａとしている。

密閉空間Ｇ１内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ１は、密閉空間Ｇ１内の流体圧力と弁室Ｂ内の流体圧力との圧力差（上記圧力差ΔＰ１又はΔＰ２）に、弁部材３０Ａにおける密閉空間Ｇ１内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積（上記平面視面積Ｓ１又はＳ２）を乗じることで得られる。背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ２は、背圧室Ｈ内の流体圧力と弁室Ｂ内の流体圧力との圧力差（上記圧力差ΔＰ１又はΔＰ２）に、弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の平面視面積（上記平面視面積ＳＨ１又はＳＨ２）を乗じることで得られる。また、以下では、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに押しつける向きを正としている。

（ケース１：密閉空間最大構成において、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合）
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合、シールリング３８が、弁部材３０Ａの円柱部３１の円柱部段差面３１ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が大径円柱部分３１ｂ（即ち、平面視面積ＳＨ１）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ１内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ１）×Ｓ１＝−１２００［Ｎ］・・・（３−１）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ１×ＳＨ１＝１１４０［Ｎ］・・・（３−２）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０Ａには、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−６０［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせるように６０［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、少なくとも６０［Ｎ］を超える力で弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける必要がある。

（ケース２：密閉空間最小構成において、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合）
図１５（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース２においても、ケース１と同様に、背圧室Ｈ内の流体圧力が大径円柱部分３１ｂ（即ち、平面視面積ＳＨ１）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ１内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ１）×Ｓ２＝−７５６［Ｎ］・・・（３−３）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ１×ＳＨ１＝１１４０［Ｎ］・・・（３−４）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０Ａには、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝３８４［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに押しつけるように３８４［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつけなくても、弁部材３０Ａは弁座面２２ａから浮き上がらない。

（ケース３：密閉空間最大構成において、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合）
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合、シールリング３８が、弁本体１０の弁部材支持部１５の支持部段差面１５ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が小径円柱部分３１ａ（即ち、平面視面積ＳＨ２）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ１内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ１＝１２００［Ｎ］・・・（３−５）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ２＝−７６３［Ｎ］・・・（３−６）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０Ａには、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝４３７［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに押しつけるように４３７［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつけなくても、弁部材３０Ａは弁座面２２ａから浮き上がらない。

（ケース４：密閉空間最小構成において、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合）
図１７（ａ）、（ｂ）に示すように、ケース４においても、ケース３と同様に、背圧室Ｈ内の流体圧力が小径円柱部分３１ａ（即ち、平面視面積ＳＨ２）の箇所に加わる。そのため、密閉空間Ｇ１内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ２＝７５６［Ｎ］・・・（３−７）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ２＝−７６３［Ｎ］・・・（３−８）
となる。そのため、上記式より、弁部材３０Ａには、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−７［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせるように７［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、少なくとも７［Ｎ］を超える力で弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける必要がある。

上述したケース１〜４のうち、ケース１において、弁部材３０Ａが弁座面２２ａから浮き上がらせる力が最も大きくなる。そこで、ケース１〜４のいずれの場合においても弁部材３０Ａが弁座面２２ａから浮き上がらないようにするためには、ワーストケースであるケース１において、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせないようにすればよい。つまり、コイルばね６３による弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける力ＦＳが、ケース１において弁部材３０Ａを浮き上がらせる力である６０［Ｎ］を少なくとも超えるように設定すればよい。

上述した流路切換弁１Ａについて、従来の構成のように円柱部３１に小径円柱部分３１ａ及び大径円柱部分３１ｂを設けずに軸方向にわたって均一な径とした場合（即ち、上記ＳＨ２＝ＳＨ１＝３８０平方ミリメートルとした場合）、上記ケース４の状態となると、密閉空間Ｇ１内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ１は、
Ｆ１＝（−ΔＰ２）×Ｓ２＝７５６［Ｎ］・・・（３−９）
となり、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して働く力Ｆ２は、
Ｆ２＝ΔＰ２×ＳＨ２＝−１１４０［Ｎ］・・・（３−１０）
となる。そのため、上記式（２３）、（２４）より、弁部材３０Ａには、
Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＝−３８４［Ｎ］
の力が働き、つまり、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせるように３８４［Ｎ］の力が働いている。この場合、コイルばね６３によって、少なくとも３８４［Ｎ］を超える力で弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける必要があり、このケース４がワーストケースとなる。このことから、本実施形態において、背圧室Ｈの流体圧力と弁室Ｂの流体圧力との関係が切り替わることにより、弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積が変化する。具体的には、背圧室Ｈの流体圧力より弁室Ｂの流体圧力が高いときの上記平面視面積ＳＨ２が、背圧室Ｈの流体圧力より弁室Ｂの流体圧力が低いときの上記平面視面積ＳＨ１より小さくなる。これにより、コイルばね６３に設定される力は、従来の構成に比べて小さくなる。

上述したように、流路切換弁１Ａでは、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合、シールリング３８が、弁部材３０Ａの円柱部３１の円柱部段差面３１ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が大径円柱部分３１ｂ（即ち、平面視面積ＳＨ１）の箇所に加わる。また、密閉空間Ｇ１内及び背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合、シールリング３８が、弁本体１０の弁部材支持部１５の支持部段差面１５ｃに押しつけられる。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が小径円柱部分３１ａ（即ち、平面視面積ＳＨ２）の箇所に加わる。

つまり、流路切換弁１Ａは、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときの弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積ＳＨ２が、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときの前記平面視面積ＳＨ１より小さくなるように構成されている。また、弁本体１０と弁部材３０Ａとの間には、それらの間を密封する環状のシールリング３８が設けられ、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときにシールリング３８が弁部材３０Ａに押しつけられ、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときにシールリング３８が弁本体１０に押しつけられるように構成されている。

以上説明したように、本実施形態の流路切換弁１Ａは、空間Ｑが内側に設けられた弁本体１０と、空間Ｑに面した平面状の弁座面２２ａ及び該弁座面２２ａに開口する第１固定ポートＥ１、第２固定ポートＥ２、第１切換ポートＣ１及び第２切換ポートＣ２を有する弁座部２０Ａと、弁座面２２ａに摺動回転可能に重ねて空間Ｑ内に配置され、停止位置に応じて定まる第１固定ポートＥ１、第２固定ポートＥ２、第１切換ポートＣ１及び第２切換ポートＣ２の連通関係を回転により切り換える弁部材３０Ａと、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつけるコイルばね６３と、を備えている。また、弁部材３０Ａが、弁本体１０に軸心回りに回転可能に支持される円柱部３１と、円柱部３１の一端に連なり、弁座面２２ａとの間に密閉空間Ｇ１を形成しかつ当該密閉空間Ｇ１により弁部材３０Ａの停止位置に応じて所定の組み合わせの第１固定ポートＥ１、第２固定ポートＥ２、第１切換ポートＣ１及び第２切換ポートＣ２を連通する密閉連通路３４Ａが設けられた弁体部３３Ａと、を有している。弁本体１０が、弁部材３０Ａにより空間Ｑが区画されることによって円柱部３１の一端側に形成された弁体部３３Ａが収容される弁室Ｂと、円柱部３１の他端側に形成された背圧室Ｈと、を有している。弁部材３０Ａが、密閉連通路３４Ａと背圧室Ｈとを接続する均圧路３６を有している。円柱部３１が、背圧室Ｈに一端面が面するように配置された小径円柱部分３１ａと、該小径円柱部分３１ａの他端面に同軸に連なる大径円柱部分３１ｂと、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１及び大径円柱部分３１ｂの外周面３１ｂ１の間に形成された円柱部段差面３１ｃと、を有している。弁本体１０が、小径円柱部分３１ａが回転可能に嵌合される小径孔部１５ａと、大径円柱部分３１ｂが回転可能に嵌合される大径孔部１５ｂと、小径孔部１５ａの内周面１５ａ１及び大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間に形成された支持部段差面１５ｃと、が設けられた弁部材支持部１５を有している。そして、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１、円柱部段差面３１ｃ、大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１及び支持部段差面１５ｃに囲まれたシール空間Ｒ内に、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１と大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間を密封する環状のシールリング３８が設けられている。

以上より、本実施形態によれば、弁本体１０に軸心回りに回転可能に支持される円柱部３１が、背圧室Ｈに一端面が面するように配置された小径円柱部分３１ａと、該小径円柱部分３１ａの他端面に同軸に連なる大径円柱部分３１ｂと、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１及び大径円柱部分３１ｂの外周面３１ｂ１の間に形成された円柱部段差面３１ｃと、を有している。また、弁本体１０が、円柱部３１の小径円柱部分３１ａが回転可能に嵌合される小径孔部１５ａと、円柱部３１の大径円柱部分３１ｂが回転可能に嵌合される大径孔部１５ｂと、小径孔部１５ａの内周面１５ａ１及び大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間に形成された支持部段差面１５ｃと、が設けられた弁部材支持部１５を有している。そして、円柱部３１の小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１、円柱部段差面３１ｃ、弁本体１０の弁部材支持部１５の大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１及び支持部段差面１５ｃに囲まれたシール空間Ｒ内に、小径円柱部分３１ａの外周面３１ａ１と大径孔部１５ｂの内周面１５ｂ１との間を密封する環状のシールリング３８が設けられている。このようにしたことから、シールリング３８における円柱部段差面３１ｃ側の箇所には弁室Ｂ内の流体圧力が加わっており、シールリング３８における支持部段差面１５ｃ側の箇所には背圧室Ｈ内の流体圧力が加わっている。そのため、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より高い場合、背圧室Ｈ内の流体圧力によりシールリング３８が円柱部段差面３１ｃに押しつけられて、弁部材３０Ａにおいて平面視で大径円柱部分３１ｂの外径より内側の箇所に背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる。また、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合、弁室Ｂ内の流体圧力によりシールリング３８が支持部段差面１５ｃに押しつけられて、弁部材３０Ａにおいて平面視で小径円柱部分３１ａの外径より内側の箇所に背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる。つまり、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合において、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して弁座面２２ａから浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の面積が小さくなるので、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、コイルばね６３による弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに押しつける力を抑制できる。

また、流路切換弁１Ａは、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときの弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積ＳＨ２が、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときの平面視面積ＳＨ１より小さくなるように構成されている。このようにしたことから、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合において、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して弁座面２２ａから浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、コイルばね６３による弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに押しつける力を抑制できる。

また、流路切換弁１Ａは、弁本体１０と弁部材３０Ａとの間に、それらの間を密封する環状のシールリング３８が設けられている。そして、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときにシールリング３８が弁部材３０Ａに押しつけられ、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときにシールリング３８が弁本体１０に押しつけられるように構成されている。このようにしたことから、弁本体１０と弁部材３０Ａとの間を密封する環状のシールリング３８は、その一部の面（支持部段差面１５ｃ側の箇所）に背圧室Ｈの流体圧力が加わり、他の一部の面（円柱部段差面３１ｃ側の箇所）に弁室Ｂの流体圧力が加わっている。そして、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときにシールリング３８が弁部材３０Ａに押しつけられると、シールリング３８の一部の面の平面視面積に加えられた背圧室Ｈの流体圧力が弁部材３０Ａにも加えられる。また、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときにシールリング３８が弁本体１０に押しつけられると、シールリング３８の他の一部の面に加えられた弁室Ｂの流体圧力が弁本体１０にも加えられる。つまり、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より低いときの弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈの流体圧力が加えられる平面視面積ＳＨ２（即ち、直接的又はシール部材を通じて間接的に加えられる平面視面積）が、背圧室Ｈの流体圧力が弁室Ｂの流体圧力より高いときの前記平面視面積ＳＨ１より小さくなるように構成されている。このことから、背圧室Ｈ内の流体圧力が弁室Ｂ内の流体圧力より低い場合において、背圧室Ｈ内の流体圧力により弁部材３０Ａに対して弁座面２２ａから浮き上がらせる力が働いているところ、弁部材３０Ａにおける背圧室Ｈ内の流体圧力が加えられる箇所の面積（即ち、平面視面積）が小さくなるので、弁部材３０Ａを弁座面２２ａから浮き上がらせる力を小さくすることができる。これにより、コイルばね６３による弁部材３０Ａを弁座面２２ａに向けて押しつける力を小さくすることができるので、弁部材３０Ａを弁座面２２ａに押しつける力を抑制できる。

以上、本発明について、好ましい実施形態を挙げて説明したが、本発明のロータリー式弁装置は上記実施形態の構成に限定されるものではない。

例えば、上記第１の実施形態は、弁部材３０の弁体部３３の下端面３３ａに密閉凹部３４が設けられた構成であったが、これに限定されるものではなく、下端面３３ａを平面状として密閉凹部３４を省略した構成としてもよい。この構成の場合、下端面３３ａが第１弁ポートＰ１又は第２弁ポートＰ２に重なったときに、これら弁ポートと背圧室Ｈとを連通して接続するように均圧路３６の一端を下端面３３ａに配置する。

また、上記第２の実施形態は、４つの流路を切り換える流路切換弁（四方切換弁）であったが、これに限定されるものではなく、例えば、３つの流路を切り換える構成や、５つ以上の流路を切り換える構成の流路切換弁であってもよい。また、本発明は、２つの流路を連通及び遮断する弁装置に適用してもよい。

また、上記第２の実施形態では、１つの密閉連通路を有する構成であったが、これに限定されるものではなく、２つ以上の密閉連通路を有する構成としてもよい。例えば、上記実施形態において、弁部材３０の接続孔３３ｂを省略して開放連通路３５を密閉連通路として構成してもよい。

また、上記第２の実施形態では、弁部材３０の弁体部３３Ａに、密閉連通路３４Ａと開放連通路３５とを設けた構成であったが、これに限定されるものではなく、例えば、弁体部３３Ａに密閉連通路３４Ａのみ設け、開放連通路３５を形成する箇所を削除した構成としてもよい。このような、開放連通路３５を省略した構成としても、弁部材３０Ａの各停止位置において、第２固定ポートＥ２と第１切換ポートＣ１及び第２切換ポートＣ２のうちの第１固定ポートＥ１に連通されていない一方とが、弁室Ｂの他の一部である内側空間１１ａに露出されてこれらポートが連通して接続され、弁ポートの連通関係を切り換えることができる。

また、上記各実施形態では、弁部材３０及び弁部材３０Ａに均圧路３６を設けた構成であったが、これに限定されるものではなく、均圧路を弁本体１０に設けた構成としてもよい。

また、上記各実施形態では、比較的軟質の弾性材料で構成された第１シールリング６１及び第２シールリング６２を有するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、第１シールリング６１より弁本体１０の外部寄りに配置された第２シールリング６２を、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのフッ素樹脂等の比較的硬質の合成樹脂で構成してもよく、本発明の目的に反しない限り、第１シールリング６１及び第２シールリング６２の構成は任意である。また、第１シールリング６１のみで封止性が十分に確保できるのであれば、第２シールリング６２を省略した構成としてもよい。

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明のロータリー式弁装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１ 二方弁（ロータリー式弁装置）
１Ａ 流路切換弁（ロータリー式弁装置）
１０ 弁本体
１５ 弁部材支持部
１５ａ 小径孔部
１５ａ１ 小径孔部の内周面
１５ｂ 大径孔部
１５ｂ１ 大径孔部の内周面
１５ｃ 支持部段差面
２０、２０Ａ 弁座部
２２ａ 弁座面
３０、３０Ａ 弁部材
３１ 円柱部（軸部）
３１ａ 小径円柱部分（小径軸部分）
３１ａ１ 小径円柱部分の外周面
３１ｂ 大径円柱部分（大径軸部分）
３１ｂ１ 大径円柱部分の外周面
３１ｃ 円柱部段差面（軸部段差面）
３１ｄ 円柱部の上端面
３２ 回転軸部取付孔
３３、３３Ａ 弁体部
３３ａ 弁体部の下端面
３３ａ１ 下端面の外周縁
３３ａ２ 下端面の内周縁
３３ａ３ 下端面における密閉連通路を囲う部分の外周縁
３３ａ４ 下端面における密閉連通路を囲う部分の内周縁
３４ 密閉凹部
３４Ａ 密閉連通路
３６ 均圧路
３８ シールリング（シール部材）
４０ 回転軸部
５０ 回転駆動部
６３ コイルばね（押圧部材）
Ｂ 弁室
Ｃ１ 第１切換ポート（弁ポート）
Ｃ２ 第２切換ポート（弁ポート）
Ｆ１ 第１固定ポート（弁ポート）
Ｆ２ 第２固定ポート（弁ポート）
Ｇ、Ｇ１ 密閉空間
Ｈ 背圧室
Ｐ１ 第１弁ポート
Ｐ２ 第２弁ポート
Ｑ 弁本体の内側の空間
Ｒ シール空間（小径軸部分の外周面、軸部段差面、大径孔部の内周面及び支持部段差面に囲まれた空間）
Ｌ 円形貫通孔の軸

Claims (6)

1. 空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する２つの弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記２つの弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、
   前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される軸部と、前記軸部の一端に設けられ、前記停止位置に応じて前記２つの弁ポートのうちの少なくとも１の弁ポートを開閉する弁体部と、を有し、
   前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記軸部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記軸部の他端側に形成された背圧室と、を有し、
   前記弁本体又は前記弁部材が、前記２つの弁ポートのうちの前記弁体部により開閉される弁ポートと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、
   前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より低いときの前記弁部材における前記背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積が、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されている
   ことを特徴とするロータリー式弁装置。
2. 空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する複数の弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記複数の弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、
   前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される軸部と、前記軸部の一端に設けられ、前記弁座面との間に密閉空間を形成しかつ当該密閉空間により前記停止位置に応じて所定の組み合わせの前記複数の弁ポートを連通する１又は複数の密閉連通路が設けられた弁体部と、を有し、
   前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記軸部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記軸部の他端側に形成された背圧室と、を有し、
   前記弁本体又は前記弁部材が、前記密閉連通路のうちのいずれか１つと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、
   前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より低いときの前記弁部材における前記背圧室の流体圧力が加えられる平面視面積が、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より高いときの前記平面視面積より小さくなるように構成されている
   ことを特徴とするロータリー式弁装置。
3. 前記弁本体と前記弁部材との間には、それらの間を密封する環状のシール部材が設けられ、
   前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より高いときに前記シール部材が前記弁部材に押しつけられ、前記背圧室の流体圧力が前記弁室の流体圧力より低いときに前記シール部材が前記弁本体に押しつけられるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロータリー式弁装置。
4. 前記弁部材の前記軸部が、前記背圧室に一端面が面するように配置された小径軸部分と、該小径軸部分の他端面に同軸に連なる大径軸部分と、前記小径軸部分の外周面及び前記大径軸部分の外周面の間に形成された軸部段差面と、を有し、
   前記弁本体が、前記小径軸部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、前記大径軸部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、前記小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有し、
   前記シール部材が、前記小径軸部分の外周面、前記軸部段差面、前記大径孔部の内周面及び前記支持部段差面に囲まれた空間内に、前記小径軸部分の外周面と前記大径孔部の内周面との間を密封するように設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載のロータリー式弁装置。
5. 空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する２つの弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記２つの弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、
   前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される円柱部と、前記円柱部の一端に連なり、前記停止位置に応じて前記２つの弁ポートのうちの少なくとも１の弁ポートを開閉する弁体部と、を有し、
   前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記円柱部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記円柱部の他端側に形成された背圧室と、を有し、
   前記弁本体又は前記弁部材が、前記２つの弁ポートのうちの前記弁体部により開閉される弁ポートと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、
   前記円柱部が、前記背圧室に一端面が面するように配置された小径円柱部分と、該小径円柱部分の他端面に同軸に連なる大径円柱部分と、前記小径円柱部分の外周面及び前記大径円柱部分の外周面の間に形成された円柱部段差面と、を有し、
   前記弁本体が、前記小径円柱部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、前記大径円柱部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、前記小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有し、
   前記小径円柱部分の外周面、前記円柱部段差面、前記大径孔部の内周面及び前記支持部段差面に囲まれた空間内に、前記小径円柱部分の外周面と前記大径孔部の内周面との間を密封する環状のシール部材が設けられている
   ことを特徴とするロータリー式弁装置。
6. 空間が内側に設けられた弁本体と、前記空間に面した平面状の弁座面及び該弁座面に開口する複数の弁ポートを有する弁座部と、前記弁座面に摺動回転可能に重ねて前記空間内に配置され、停止位置に応じて定まる前記複数の弁ポートの連通関係を回転により切り換える弁部材と、前記弁部材を前記弁座面に向けて押しつける押圧部材と、を備えたロータリー式弁装置において、
   前記弁部材が、前記弁本体に軸心回りに回転可能に支持される円柱部と、前記円柱部の一端に連なり、前記弁座面との間に密閉空間を形成しかつ当該密閉空間により前記停止位置に応じて所定の組み合わせの前記複数の弁ポートを連通する１又は複数の密閉連通路が設けられた弁体部と、を有し、
   前記弁本体が、前記弁部材により前記空間が区画されることによって、前記円柱部の一端側に形成された、前記弁体部が収容される弁室と、前記円柱部の他端側に形成された背圧室と、を有し、
   前記弁本体又は前記弁部材が、前記密閉連通路のうちのいずれか１つと前記背圧室とを接続する均圧路を有し、
   前記円柱部が、前記背圧室に一端面が面するように配置された小径円柱部分と、該小径円柱部分の他端面に同軸に連なる大径円柱部分と、前記小径円柱部分の外周面及び前記大径円柱部分の外周面の間に形成された円柱部段差面と、を有し、
   前記弁本体が、前記小径円柱部分が回転可能に嵌合される小径孔部と、前記大径円柱部分が回転可能に嵌合される大径孔部と、前記小径孔部の内周面及び大径孔部の内周面との間に形成された支持部段差面と、が設けられた弁部材支持部を有し、
   前記小径円柱部分の外周面、前記円柱部段差面、前記大径孔部の内周面及び前記支持部段差面に囲まれた空間内に、前記小径円柱部分の外周面と前記大径孔部の内周面との間を密封する環状のシール部材が設けられている
   ことを特徴とするロータリー式弁装置。

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