JP6462336B2 - 流路切換弁 - Google Patents

Description

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

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

この流路切換弁を備えたヒートポンプ式冷暖房システムの一例を図１０を参照しながら簡単に説明する。図示例のヒートポンプ式冷暖房システム１００は、運転モード（冷房運転と暖房運転）の切り換えを流路切換弁（四方切換弁）１４０で行うようになっており、基本的には、圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、室内熱交換器１３０、及び膨張弁１６０を備え、前記の圧縮機１１０、室外熱交換器１２０、室内熱交換器１３０、及び膨張弁１６０の四者の間に４つのポート、すなわち、吐出側高圧ポートＤ、室外側入出ポートＣ、室内側入出ポートＥ、及び吸入側低圧ポートＳを有する流路切換弁１４０が配在されている。

前記各機器間は導管（パイプ）等で形成される流路で接続されており、冷房運転モードが選択されたときには、図１０において実線矢印で示される如くに、流路切換弁１４０の吐出側高圧ポートＤが室外側入出ポートＣに、また、室内側入出ポートＥが吸入側低圧ポートＳにそれぞれ連通せしめられる。これにより、冷媒が圧縮機１１０に吸入されるとともに、圧縮機１１０から高温高圧の冷媒が流路切換弁１４０を介して室外熱交換器１２０に導かれ、ここで室外空気と熱交換して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁１６０に導入される。この膨張弁１６０により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、室内熱交換器１３０に導入され、ここで室内空気と熱交換（冷房）して蒸発し、室内熱交換器１３０からは低温低圧の冷媒が流路切換弁１４０を介して圧縮機１１０の吸入側に戻される。

それに対し、暖房運転モードが選択されたときには、図１０において破線矢印で示される如くに、流路切換弁１４０の吐出側高圧ポートＤが室内側入出ポートＥに、また、室外側入出ポートＣが吸入側低圧ポートＳにそれぞれ連通せしめられ、圧縮機１１０から高温高圧の冷媒が室内熱交換器１３０に導かれ、ここで室内空気と熱交換（暖房）して凝縮し、高圧の二相冷媒となって膨張弁１６０に導入される。この膨張弁１６０により高圧の冷媒が減圧され、減圧された低圧の冷媒は、室外熱交換器１２０に導入され、ここで室外空気と熱交換して蒸発し、室外熱交換器１２０からは低温低圧の冷媒が流路切換弁１４０を介して圧縮機１１０の吸入側に戻される。

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

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

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

特開２００９−４１６３６号公報 特開２００１−８２８３４号公報

前記した如くの従来の流路切換弁においては、次のような解決すべき課題がある。
すなわち、特許文献１に所載のスライド式の流路切換弁では、内容積が比較的小さな弁ハウジング内において高圧流体（冷媒）が内壁面等に衝突するとともに、その流れ方向が大きく変わるので、圧力損失が大きくなる嫌いがある。

また、特許文献２に所載のロータリー式の流路切換弁においても、主弁ハウジング内において高圧流体が板状主弁体や内壁面に衝突するとともに、その流れ方向が大きく変わるので、圧力損失が大きくなり、さらに、高圧を受ける主弁体が片持ち支持された、板厚に対して受圧面積の大きな板状体であるので、変形（撓み）等が生じやすく、強度や耐久性に問題があるとともに、シールすべき面に円筒面を含んでいるので、上記変形（撓み）等が生じやすいこととあいまって、シール性が損なわれやすく、流体（冷媒）が主弁ハウジングと主弁体との摺動面間から漏れやすい（弁洩れしやすい）という問題もある。

また、主弁ハウジングの外周４箇所に概ね９０°間隔でポートが設けられるので、配管の取り回しが厄介であり、加えて、主弁体を回動させるためのアクチュエータの主要部及びパイロット弁が主弁ハウジング外に設けられるので、アクチュエータや配管を含めた流路切換弁全体の体格や占有スペースが極めて大きくなる嫌いがあり、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等が高くなるという問題がある。

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

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

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

前記の目的を達成すべく、本発明に係る流路切換弁は、基本的には、上側弁シート及び下側弁シートによりその上面開口及び下面開口が気密的に封止された筒状の主弁ハウジング、及び該主弁ハウジング内に回動可能に配在された主弁体を有する主弁と、前記主弁体を回動させるべく、前記主弁ハウジング内における前記上側弁シートと前記下側弁シートとの間に、作動室及びベーン回転駆動体を含む主要部が配設された流体圧式のアクチュエータとを備え、前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートに合計で少なくとも３個のポートが設けられ、前記主弁体内に前記ポート間を選択的に連通するための複数本の連通路が設けられ、前記主弁内の高圧部分と低圧部分との差圧を利用して前記作動室内で前記ベーン回転駆動体を回動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされており、前記主弁体は、それぞれ独立して上下動可能な上半部と下半部との二分割構成とされるとともに、前記主弁ハウジング内における前記上側弁シートと前記下側弁シートとの間に中間弁シートが設けられ、前記上側弁シートと前記中間弁シートとの間に前記主弁体の上半部が配在されるとともに、前記下側弁シートと前記中間弁シートとの間に前記主弁体の下半部が配在され、前記中間弁シートに、前記上半部と前記下半部とを一体的に回動させるべく、前記作動室及びベーン回転駆動体を含む前記主要部が配在されていることを特徴としている。

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

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

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

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

前記上半部及び前記下半部には、好ましい態様では、それぞれ上下方向に貫通する少なくとも１本の直線貫通路が設けられるとともに、該直線貫通路の下部又は上部は、前記上半部及び前記下半部の本体部分に内挿された、それとは別体の円筒通路部材で形成され、前記上半部と前記円筒通路部材との間及び前記下半部と前記円筒通路部材との間に、それぞれそれらを相互に上下逆方向に付勢する付勢手段が介装される。

前記上半部及び前記下半部の本体部分には、好ましい態様では、前記円筒通路部材が前記本体部分に対して上下動可能かつ前記本体部分と一体回動可能に内挿される内挿部が形成されるとともに、該内挿部と前記円筒通路部材との間にＯリングが介装される。

他の好ましい態様では、前記連通路のうちの少なくとも１本は、上から順に、前記主弁体における上半部の本体部分、前記円筒通路部材、前記中間弁シート、前記円筒通路部材、及び前記主弁体における下半部の本体部分に跨って貫通する全体が直線状の通路で構成される。

他の好ましい態様では、前記中間弁シートに、平面視扇形状の作動室が設けられるとともに、該作動室を、容積可変の左室と右室とに気密的に仕切るようにベーン部と回転駆動軸部とを持つベーン回転駆動体が配在され、該ベーン回転駆動体の前記回転駆動軸部の上部及び下部にそれぞれ前記主弁体の上半部及び下半部が一体回動するように連結され、前記左室に高圧流体を導入・排出するための左室ポートが設けられるとともに、前記右室に高圧流体を導入・排出するための右室ポートが設けられる。

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

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

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

本発明に係る流路切換弁では、主弁体（上半部、下半部）を回動させるためのアクチュエータの主要部が主弁ハウジングにおける上側弁シートと下側弁シートとの間（の中間弁シート）に設けられるので、アクチュエータや配管を含めた流路切換弁全体の体格や占有スペースを小さくコンパクトに纏めることができ、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等を低く抑えることができる。

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

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

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

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

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

また、主弁体における上半部及び下半部の本体部分とそれに内挿された円筒通路部材とがそれぞれ独立して上下動できるようにされるとともに、本体部分と円筒通路部材との間に圧縮コイルばね等の付勢手段が介装されるので、その付勢力により、例えば、本体部分はそのシール面が上側弁シート及び下側弁シートに、また、円筒通路部材の端面（シール面）は中間弁シートに押し付けられる。そのため、十分なシール性を確保でき、摺動部分の弁洩れを効果的に抑制できる。

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

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

本発明に係る流路切換弁の一実施例の概要を示す概略側面図。 図１に示される実施例の上面を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にあるときの上面配置図、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にあるときの上面配置図。 図２（Ａ）（及び図７（Ａ））のＡ−Ａ矢視線に従う拡大断面図。 図２（Ｂ）（及び図７（Ｂ））のＡ−Ａ矢視線に従う拡大断面図。 図３、図４に示される主弁体上半部、中間弁シート上側蓋板部、及びベーン回転駆動体を示す、細部を省略した分解斜視図。 図３、図４に示される主弁ハウジングの胴部、中間弁シート下側厚板部、及びベーン回転駆動体を示す、細部を省略した分解斜視図。 （Ａ）は図３のＣ−Ｃ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は図４のＣ−Ｃ矢視線に従う断面図。 図２（Ａ）のＢ−Ｂ矢視線に従う拡大断面図。 図８に示される四方パイロット弁を示し、（Ａ）は通電ＯＦＦ時を、（Ｂ）は通電ＯＮ時をそれぞれ示す拡大断面図。 ヒートポンプ式冷暖房システムの一例を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る流路切換弁の一実施例の概要を示す概略側面図、図２は、図１に示される実施例の上面を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にあるときの上面配置図、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にあるときの上面配置図である。また、図３、図４は、それぞれ図２（Ａ）、図２（Ｂ）のＡ−Ａ矢視線に従う拡大断面図である。

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

また、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離、表面被覆材の厚み等は、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。

図示実施例の流路切換弁１は、四方切換弁であり、例えば前述した図１０に示されるヒートポンプ式冷暖房システム１００における四方切換弁１４０として用いられるもので、ロータリー式の主弁５と、流体圧式のアクチュエータ７とを備える。

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

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

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

本実施例では、図１０に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システム１００に組み込まれた場合において、例えば、第１ポート１１は圧縮機吐出側に接続される吐出側高圧ポートＤとされ、第２ポート１２は室内熱交換器に接続される室内側入出ポートＥとされ、第３ポート１３は室外熱交換器に接続される室外側入出ポートＣとされ、第４ポート１４は圧縮機吸入側に接続される吸入側低圧ポートＳとされる（図１参照）。

図１〜図４に加えて、図５、図６の分解斜視図を参照すればよくわかるように、主弁ハウジング１０における胴部１０Ｃの上下方向中央には、それと一体に厚肉円板状の中間弁シート１０Ｄが設けられている。中間弁シート１０Ｄは、下側厚板部１０ｕとこの下側厚板部１０ｕに設けられた作動室５５（後述）の上面開口を塞ぐようにその上側に被せられてかしめ固定された、下側厚板部１０ｕより若干小径の円板状の上側蓋板部１０ｖとからなっている。中間弁シート１０Ｄの上面（上側蓋板部１０ｖの上面）と下面（下側厚板部１０ｕの下面）は、上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂと同様に、平坦で滑らかな弁シート面１７、１７となっている。

前記主弁体２０は、それぞれ独立して上下動可能な合成樹脂製の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの二分割構成とされ、上半部２０Ａが上側弁シート１０Ａと中間弁シート１０Ｄとの間に配在され、下半部２０Ｂが下側弁シート１０Ｂと中間弁シート１０Ｄとの間に配在されている。

主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂは、中間弁シート１０Ｄを挟んで上下鏡面対称的に構成されており、上半部２０Ａを上下反転させると下半部２０Ｂとなる。

中間弁シート１０Ｄには、上半部２０Ａと下半部２０Ｂとを一体的に回動させるべく、作動室５５及びベーン回転駆動体６０を含むアクチュエータ７の主要部５０が配在されている（後で詳述）。

流路切換にあたり、主弁体２０（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）は、前記アクチュエータ７により、正逆両方向に回転せしめられ、図２（Ａ）及び図３に示される如くの第１の回転位置と、この第１の回転位置から時計回りに６０°回転させた、図２（Ｂ）及び図４に示される如くの第２の回転位置とを選択的にとり得るようにされている。

主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）及び中間弁シート１０Ｄ（上側蓋板部１０ｖと下側厚板部１０ｕ）には、第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる直線状の第１連通路３１及び第２ポート１２と第４ポート１４とを連通させる直線状の第２連通路３２とが設けられ、また、主弁体２０の上半部２０Ａ及び下半部２０Ｂには、第２の回転位置をとるとき、それぞれ第１ポート１１と第２ポート１２とを連通させるＵ字状の第３連通路３３と第３ポート１３と第４ポート１４とを連通させるＵ字状の第４連通路３４とが設けられている。

前記第１連通路３１のうちの、主弁体２０の上半部２０Ａに設けられている部分は、上半部２０Ａの本体部分２１に設けられた直線貫通路部２１Ａと、上半部２０Ａの下部に本体部分２１に対して上下動可能かつ本体部分２１と一体回動可能に内挿された、前記本体部分２１とは別体の円筒通路部材２２に設けられた直線貫通路部２２Ａとで形成され、本体部分２１の直線貫通路部２１Ａと円筒通路部材２２の直線貫通路部２２Ａとで上下方向に貫通する直線貫通路が構成されている。

同様に、第２連通路３２のうちの、主弁体２０の上半部２０Ａに設けられている部分は、上半部２０Ａの本体部分２１に設けられた直線貫通路部２１Ｂと、上半部２０Ａの下部に本体部分２１に対して上下動可能かつ本体部分２１と一体回動可能に内挿された、前記本体部分２１とは別体の円筒通路部材２２に設けられた直線貫通路部２２Ｂで形成され、本体部分２１の直線貫通路部２１Ｂと円筒通路部材２２の直線貫通路部２２Ｂとで上下方向に貫通する直線貫通路が構成されている。

さらに同様に、前記第１連通路３１のうちの、主弁体２０の下半部２０Ｂに設けられている部分は、下半部２０Ｂの本体部分２４に設けられた直線貫通路部２４Ａと、下半部２０Ｂの上部に本体部分２４に対して上下動可能かつ本体部分２４と一体回動可能に内挿された、前記本体部分２４とは別体の円筒通路部材２３に設けられた直線貫通路部２３Ａで形成されており、また、前記第２連通路３２のうちの、主弁体２０の下半部２０Ｂに設けられている部分は、下半部２０Ｂの本体部分２４に設けられた直線貫通路部２４Ｂと、下半部２０Ｂの上部に本体部分２４に対して上下動可能かつ本体部分２４と一体回動可能に内挿された、前記本体部分２４とは別体の円筒通路部材２３に設けられた直線貫通路部２３Ｂで形成されており、本体部分２４の直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂと円筒通路部材２３の直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂとで上下方向に貫通する直線貫通路が構成されている。

次に、主弁体２０の上半部２０Ａ及び下半部２０Ｂの本体部分２１、２４とそれに内挿された円筒通路部材２２、２３との関わり合いを、第１連通路３１を形成する上半部２０Ａの本体部分２１と円筒通路部材２２とで代表して説明する。

上半部２０Ａの本体部分２１の下部には、円筒通路部材２２が本体部分２１に対して上下動可能かつ本体部分２１と一体回動可能に内挿される、Ｏリング装着溝とばね受け用鍔状部を持つ段付き円筒状の内挿部４６が設けられ、円筒通路部材２２の下部外周面には、ばね受け用鍔状部が設けられており、前記内挿部４６の装着溝と円筒通路部材２２との間には所要のシール性を確保するためのＯリング４７が介装されている。

また、上半部２０Ａの本体部分２１の鍔状部と円筒通路部材２２の鍔状部との間には、それらを相互に上下逆方向に付勢する付勢手段としての圧縮コイルばね４８が縮装されている。

したがって、上半部２０Ａの本体部分２１とこの下部に内挿された２つの円筒通路部材２２は、２本の圧縮コイルばね４８により、上側弁シート１０Ａの弁シート面１７と中間弁シート１０Ｄの弁シート面１７にそれぞれ圧接するように付勢され、また、下半部２０Ｂの本体部分２４とこの上部に内挿された２つの円筒通路部材２３は、２本の圧縮コイルばね４８により、下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７と中間弁シート１０Ｄの弁シート面１７にそれぞれ圧接するように付勢される。

一方、中間弁シート１０Ｄ（の上側蓋板部１０ｖ及び下側厚板部１０ｕ）には、第１連通路３１の中間部を形成する直線貫通路部１５Ａ、１６Ａ、及び、第２連通路３２の中間部を形成する直線貫通路部１５Ｂ、１６Ｂが設けられている。

第１連通路３１（直線貫通路部２１Ａ、２２Ａ、１５Ａ、１６Ａ、２３Ａ、２４Ａ）と第２連通路３２（直線貫通路部２１Ｂ、２２Ｂ、１５Ｂ、１６Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ）は、第１〜第４ポート１１〜１４と同一円周上に配在されており、また、その通路径は各ポート１１〜１４の口径と略同じとされている。第１、第２連通路３１、３２は、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、第１、第２ポート１１、１２の真下（第３、第４ポート１３、１４の真上）に位置し、主弁体２０が第２の回転位置にあるときには、その上下の開口が上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂにより閉塞される。

一方、主弁体２０の上半部２０Ａに設けられた第３連通路３３は、１８０°の角度間隔をあけられた両端部（開口２１Ｃ、２１Ｄ）が第１〜第４ポート１１〜１４と同一円周上に配在されるとともに、各ポート１１〜１４の口径と略同じ口径とされ、両端部を除くと平面視が全長同幅同深の波形状とされ、断面が上面開口のＵ字状（ないし椀形状）とされている。また、両端開口２１Ｃ、２１Ｄの直下はなだらかな円弧状カーブを呈するものとなっており、両端開口２１Ｃ−２１Ｄ間の実効通路面積は大きく変化せず、流体が滑らかに流れるようになっている。第１、第２連通路３１、３２（直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂ）と第３連通路３３の両端開口２１Ｃ、２１Ｄとの角度間隔は６０°とされている。

また、同様に、主弁体２０の下半部２０Ｂに設けられた第４連通路３４も、１８０°の角度間隔をあけられた両端部（開口２４Ｃ、２４Ｄ）が第１〜第４ポート１１〜１４と同一円周上に配在されるとともに、各ポート１１〜１４の口径と略同じ口径とされ、両端部を除くと平面視が全長同幅同深の波形状とされ、断面が下面開口の逆Ｕ字状（ないし逆椀形状）とされている。また、両端開口２４Ｃ、２４Ｄの直上はなだらかな円弧状カーブを呈するものとなっており、両端開口２４Ｃ−２４Ｄ間の実効通路面積は大きく変化せず、流体が滑らかに流れるようになっている。第１、第２連通路３１、３２（直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂ）と第４連通路３４の両端開口２４Ｃ、２４Ｄとの角度間隔は６０°とされている。

第３、第４連通路３３、３４は、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、その両端開口２１Ｃ、２１Ｄ及び２４Ｃ、２４Ｄが上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂにより閉塞され、主弁体２０が第２の回転位置にあるときには、その両端開口２１Ｃ、２１Ｄ及び２４Ｃ、２４Ｄが第１、第２ポート１１、１２の真下及び第３、第４ポート１３、１４の真上に位置する。

前記した第１、第２連通路３１、３２の両端部には、図２、図３、図４を参照すればよくわかるように、上側弁シート１０Ａ、下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７、１７における各ポート１１〜１４の開口周りに密接する円環状シール面を持つ凸部３６が突設されている。また、第３連通路３３の上面開口周縁部及び第４連通路３４の下面開口周縁部にも環状シール面を持つ凸部３６が突設されており、隣り合う凸部３６、３６（のシール面）は連設されている。

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

本実施例の流路切換弁１を、図１０に示される如くのヒートポンプ式冷暖房システムに組み込む際には、前述したように、例えば、第１ポート１１は圧縮機吐出側に接続される吐出側高圧ポートＤ、第２ポート１２は室内熱交換器に接続される室内側入出ポートＥ、第３ポート１３は室外熱交換器に接続される室外側入出ポートＣ、第４ポート１４は圧縮機吸入側に接続される吸入側低圧ポートＳとされる。

そして、冷房運転を行う場合には、主弁体２０に図２（Ａ）及び図３に示される如くの第１の回転位置をとらせる。これにより、図３に白抜き矢印で示される如くに、圧縮機からの高圧冷媒が吐出側高圧ポート１１（Ｄ）→直線状の第１連通路３１→室外側入出ポート１３（Ｃ）へと流れるとともに、室内熱交換器からの低圧冷媒が室内側入出ポート１２（Ｅ）→直線状の第２連通路３２→吸入側低圧ポート１４（Ｓ）へと流れる。

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

このような構成とされた本実施例の流路切換弁１においては、第１連通路３１及び第２連通路３２は始端から終端までの太さ（通路径）が第１ポート１１及び第２ポート１２の口径と略同じ直線状の通路とされ、冷媒は第１ポート１１、第２ポート１２から真下にストレートに流れるので、主弁５（主弁体２０）内での圧力損失はほとんど生じない。また、第３連通路３３及び第４連通路３４は、始端から終端まで実効通路面積がさほど変化せず、冷媒が滑らかに流れるようにされるとともに、内容積が比較的大きくされているので、圧力損失が軽減され、トータルでは従来の流路切換弁に比べて圧力損失を相当軽減できる。

また、主弁体２０における上半部２０Ａの本体部分２１とその下部に内挿された円筒通路部材２２、２２とがそれぞれ独立して上下動できるようにされるとともに、本体部分２１と円筒通路部材２２、２２との間に圧縮コイルばね４８が縮装されているので、その付勢力により、上半部２０Ａの本体部分２１は押し上げられてその凸部３６のシール面が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７における各ポート１１、１２周りに押し付けられるとともに、円筒通路部材２２、２２は押し下げられてその円環状シール面が中間弁シート１０Ｄの直線貫通路部１５Ａ、１５Ｂ周りに押し付けられる。

同様に、主弁体２０における下半部２０Ｂの本体部分２４とその上部に内挿された円筒通路部材２３、２３とがそれぞれ独立して上下動できるようにされるとともに、本体部分２４と円筒通路部材２３、２３との間に圧縮コイルばね４８が縮装されているので、その付勢力により、下半部２０Ｂの本体部分２４は押し下げられてその凸部３６のシール面が下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７における各ポート１３、１４周りに押し付けられるとともに、円筒通路部材２３、２３は押し上げられてその円環状シール面が中間弁シート１０Ｄの直線貫通路部１６Ａ、１６Ｂ周りに押し付けられる。

この場合、主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）側に環状シール面（凸部３６、円筒通路部材２２、２３）が設けられていることから、弁シート面１７に対接する部分の面積が必要最小限とされ、そのため、対接面圧が高められる。これにより、十分なシール性を確保でき、摺動部分の弁洩れを効果的に抑制できる。

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

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

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

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

次に、図１〜図４に加えて図５〜図８を参照しながら、中間弁シート１０Ｄにその主要部５０が配在された、主弁体２０を回動させるためのアクチュエータ７について説明する。

アクチュエータ７の主要部５０は、中間弁シート１０Ｄの下側厚板部１０ｕに設けられた作動室５５と、この作動室５５に回動自在に配在されたベーン回転駆動体６０とを備えている。作動室５５は、中心線Ｏを通る断面が矩形状、平面視で中心角が６０°強の扇形状部５５ａとベーン回転駆動体６０（の大径主軸部６０Ａ）を回動自在に支持する主軸受け部５５ｂとを有し、それらの上面開口は中間弁シート１０Ｄの上側蓋板部１０ｖにより閉塞されている。また、第１連通路３１（直線貫通路部１５Ａ、１６Ａ）を流れる高圧流体（冷媒）が低圧の第２連通路３２（直線貫通路部１５Ｂ、１６Ｂ）側に漏れないようにするため、下側厚板部１０ｕにおける前記扇形状部５５ａ及び主軸受け部５５ｂ周りと直線貫通路部１６Ｂ周りには、装着溝５３（図６参照）が形成され、この装着溝５３にはシール材５４が装着されている。

前記ベーン回転駆動体６０は、主弁５の主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上に同心配置されて回転駆動軸部とされる大径主軸部６０Ａと、この大径主軸部６０Ａから上下に突出する中間軸部６０Ｂ、６０Ｂと、この中間軸部６０Ｂ、６０Ｂから上下に突出するキー６５付き連結軸部６０Ｃ、６０Ｃとを有し、大径主軸部６０Ａには、半径方向に扇形状部５５ａへ向かって伸びる矩形板部からなるベーン部６１、該ベーン部６１と合わせて当該ベーン回転駆動体６０を三点支持するため、ベーン部６１から１２０°の角度間隔をあけて半径方向に突出する短凸板部６２、６３が設けられている。大径主軸部６０Ａ、ベーン部６１、及び短凸板部６２、６３の上端面及び下端面は面一とされている。以上の各部は、アルミあるいはステンレス等の金属素材の削り出しにより一体物として作製されている。

また、ベーン回転駆動体６０における大径主軸部６０Ａ、ベーン部６１、及び短凸板部６２、６３の上端面及び下端面（の大部分）、並びに、ベーン部６１、及び短凸板部６２、６３の先端面（の大部分）には、ゴム製シール材６７が一体的に被覆（接合）されている。この場合、上端面及び下端面に被覆されている部分６７Ａ、６７Ｂは、上側蓋板部１０ｖ及び下側厚板部１０ｕ（扇形状部５５ａ及び主軸受け部５５ｂの底面）に押し付けられており、また、先端面に被覆されている部分６７Ｃは、横断面が半円形の、縦方向（高さ方向）に伸びるリブ状とされていて、扇形状部５５ａ及び主軸受け部５５ｂの周面に押し付けられている。このようにベーン回転駆動体６０周りにゴム製シール材６７を施すことにより、作動室５５内での漏れが抑制され、流路切換を確実かつ迅速に行うことができる。

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

また、上側蓋板部１０ｖの中央及び下側厚板部１０ｕ（の主軸受け部５５ｂの底面）中央には、ベーン回転駆動体６０の中間軸部６０Ｂを挿通するための段付き挿通穴５１が設けられ、この挿通穴５１と中間軸部６０Ｂとの間にはＯリング５２が介装されている。

さらに、主弁体２０の上半部２０Ａの下面側中央及び下半部２０Ｂの上面側中央には、ベーン回転駆動体６０のキー６５付き連結軸部６０Ｃが相対上下動可能に嵌挿されるキー溝７２付き嵌挿穴７１が設けられた平面視十字形の連結金具７０が一体に接合されている（合成樹脂製の上半部２０Ａ、下半部２０Ｂを作製する際にインサート成形により一体化されている）。これにより、主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとは、それぞれ独立して若干の上下動を可能とされた状態で、一体的に回動するように連結される。

一方、主弁ハウジング１０の胴部１０Ｃ外周（の下側厚板部１０ｕに対応する部分）には、前記左室５５Ａに高圧流体を導入・排出するための左室ポート５６が設けられるとともに、前記右室５５Ｂに高圧流体を導入・排出するための右室ポート５７が設けられている。左室ポート５６は、作動室５５における、左ストッパ５８Ａより左側の膨出部分に開口し、右室ポート５７は、右ストッパ５８Ｂより右側の膨出部分に開口している。

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

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

四方パイロット弁８０は、その構造自体はよく知られているもので、図８、図９に示される如くに、前記主弁ハウジング１０の下側弁シート１０Ｂの下面側（の中央後ろ寄り）に下方に向けて延設された下面が開口した円筒状の弁ケース部８１と、この弁ケース部８１の下面開口を気密的に封止するようにろう付け・かしめ等により固定されたソレノイド部８２と、弁ケース部８１の側面部に圧入・かしめ等により気密的に取着された、その内端面が弁座（シート面）９２とされる有底筒形の弁座ブロック８３とを有する。

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

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

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

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

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

このような構成とされた四方パイロット弁８０においては、ソレノイド部８２への通電ＯＦＦ時には、図９（Ａ）に示される如くに、プランジャ８５はプランジャばね８７の付勢力により、その上端が弁座ブロック８３に接当する位置まで押し上げられている。この状態では、弁体９１がポートａとポートｂ上に位置し、その凹部９３によりポートａとポートｂが連通するとともに、ポートｃと弁室８８とが連通するので、主弁ハウジング１０内の高圧流体が細孔８９→弁室８８→ポートｃ→細管９５ｃ→右室ポート５７を介して右室５５Ｂに導入されるとともに、左室５５Ａの高圧流体が左室ポート５６→細管９５ａ→ポートａ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→低圧ポート１４へと流れて排出される。

それに対し、ソレノイド部８２への通電をＯＮにすると、図９（Ｂ）に示される如くに、プランジャ８５は吸引子８４の吸引力により、その下端が吸引子８４に接当する位置まで引き寄せられる。このときには、弁体９１がポートｂとポートｃ上に位置し、その凹部９３によりポートｂとポートｃが連通するとともに、ポートａと弁室８８とが連通するので、主弁ハウジング１０内の高圧流体が細孔８９→弁室８８→ポートａ→細管９５ａ→左室ポート５６を介して左室５５Ａに導入されるとともに、右室５５Ｂの高圧流体が右室ポート５７→細管９５ｃ→ポートｃ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→低圧ポート１４へと流れて排出される。

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

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

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

また、主弁体２０（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）を回動させるためのアクチュエータ７の主要部５０が主弁ハウジング１０における上側弁シート１０Ａと下側弁シート１０Ｂとの間（に設けられた中間弁シート１０Ｄ）に配在されているので、アクチュエータ７や配管を含めた流路切換弁全体の体格や占有スペースを小さくコンパクトに纏めることができ、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等を低く抑えることができる。

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

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

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

１ 流路切換弁
５ 主弁
７ アクチュエータ
１０ 主弁ハウジング
１０Ａ 上側弁シート
１０Ｂ 下側弁シート
１０Ｃ 胴部
１０Ｄ 中間弁シート
１０ｕ 下側厚板部
１０ｖ 上側蓋板部
１１ 第１ポート
１２ 第２ポート
１３ 第３ポート
１４ 第４ポート
１７ 弁シート面
２０ 主弁体
２０Ａ 上半部
２０Ｂ 下半部
２１ 上半部の本体部分
２２ 円筒通路部材
２３ 円筒通路部材
２４ 下半部の本体部分
３１ 第１連通路
３２ 第２連通路
３３ 第３連通路
３４ 第４連通路
３６ 凸部
４６ 内挿部
４７ Ｏリング
４８ 圧縮コイルばね
５０ アクチュエータの主要部
５５ 作動室
５５Ａ 左室
５５Ｂ 右室
５６ 左室ポート
５７ 右室ポート
６０ ベーン回転駆動体
６０Ａ 大径主軸部
６５ キー
６７（６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ） ゴム製シール材
７２ キー溝
８０ 四方パイロット弁
８２ ソレノイド部
８３ 弁座ブロック
８５ プランジャ
８８ 弁室
８９ 細孔
９０ 弁体ホルダ
９１ 弁体
９２ 弁座
９３ 凹部
ａ、ｂ、ｃ ポート（四方パイロット弁）
９５ａ、９５ｂ、９５ｃ 細管
Ｄ 吐出側高圧ポート
Ｓ 吸入側低圧ポート
Ｃ 室外側入出ポート
Ｅ 室内側入出ポート

Claims (12)

1. 上側弁シート及び下側弁シートによりその上面開口及び下面開口が気密的に封止された筒状の主弁ハウジング、及び該主弁ハウジング内に回動可能に配在された主弁体を有する主弁と、前記主弁体を回動させるべく、前記主弁ハウジング内における前記上側弁シートと前記下側弁シートとの間に、作動室及びベーン回転駆動体を含む主要部が配設された流体圧式のアクチュエータとを備え、
   前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートに合計で少なくとも３個のポートが設けられ、前記主弁体内に前記ポート間を選択的に連通するための複数本の連通路が設けられ、前記主弁内の高圧部分と低圧部分との差圧を利用して前記作動室内で前記ベーン回転駆動体を回動させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされており、
   前記主弁体は、それぞれ独立して上下動可能な上半部と下半部との二分割構成とされるとともに、前記主弁ハウジング内における前記上側弁シートと前記下側弁シートとの間に中間弁シートが設けられ、前記上側弁シートと前記中間弁シートとの間に前記主弁体の上半部が配在されるとともに、前記下側弁シートと前記中間弁シートとの間に前記主弁体の下半部が配在され、前記中間弁シートに、前記上半部と前記下半部とを一体的に回動させるべく、前記作動室及びベーン回転駆動体を含む前記主要部が配在されていることを特徴とする流路切換弁。
2. 前記主弁体内に、少なくとも、前記ポートのうちの一つと他の一つとを連通させ得る少なくとも一つの第１連通路と、前記ポートのうちの一つと別の一つとを連通させ得る少なくとも一つの第２連通路とが設けられ、前記主弁体を一方向に回転させることにより、前記第１連通路により連通するポート間から前記第２連通路により連通するポート間への流路切換が行われ、該流路切換後に前記主弁体を他方向に回転させることにより、前記第２連通路により連通するポート間から前記第１連通路により連通するポート間への流路切換が行われるようにされていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換弁。
3. 前記上側弁シートに第１及び第２ポートが設けられるとともに、前記下側弁シートに第３及び第４ポートが設けられ、
   前記主弁体に、該主弁体が第１の回転位置をとるとき、前記第１ポートと第３ポートとを連通させる第１連通路及び前記第２ポートと第４ポートとを連通させる第２連通路が設けられるとともに、前記主弁体が第２の回転位置をとるとき、前記第１ポートと第２ポートとを連通させる第３連通路及び前記第３ポートと第４ポートとを連通させる第４連通路が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路切換弁。
4. 前記複数本の連通路のうちの少なくとも１本は、全体が直線状の通路で構成され、残りの少なくとも１本は、Ｕ字状の通路で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流路切換弁。
5. 前記連通路の両端部に、前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートにおける前記各ポートの開口周りに密接する環状シール面を持つ凸部が突設されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流路切換弁。
6. 前記上半部及び前記下半部には、それぞれ上下方向に貫通する少なくとも１本の直線貫通路が設けられるとともに、該直線貫通路の下部又は上部は、前記上半部及び前記下半部の本体部分に内挿された、それとは別体の円筒通路部材で形成され、前記上半部と前記円筒通路部材との間及び前記下半部と前記円筒通路部材との間に、それぞれそれらを相互に上下逆方向に付勢する付勢手段が介装されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の流路切換弁。
7. 前記上半部及び前記下半部の本体部分には、前記円筒通路部材が前記本体部分に対して上下動可能かつ前記本体部分と一体回動可能に内挿される内挿部が形成されるとともに、該内挿部と前記円筒通路部材との間にＯリングが介装されていることを特徴とする請求項６に記載の流路切換弁。
8. 前記連通路のうちの少なくとも１本は、上から順に、前記主弁体における上半部の本体部分、前記円筒通路部材、前記中間弁シート、前記円筒通路部材、及び前記主弁体における下半部の本体部分に跨って貫通する全体が直線状の通路で構成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の流路切換弁。
9. 前記中間弁シートに、平面視扇形状の作動室が設けられるとともに、該作動室を、容積可変の左室と右室とに気密的に仕切るようにベーン部と回転駆動軸部とを持つベーン回転駆動体が配在され、該ベーン回転駆動体の前記回転駆動軸部の上部及び下部にそれぞれ前記主弁体の上半部及び下半部が一体回動するように連結され、前記左室に高圧流体を導入・排出するための左室ポートが設けられるとともに、前記右室に高圧流体を導入・排出するための右室ポートが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の流路切換弁。
10. 前記左室に前記左室ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記右室から前記右室ポートを介して高圧流体を排出することにより、前記ベーン回転駆動体並びに前記主弁体の上半部及び下半部を時計回りに所定角度回転させる時計回り行程と、前記右室に前記右室ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記左室から前記左室ポートを介して高圧流体を排出することにより、前記ベーン回転駆動体並びに前記主弁体の上半部及び下半部を反時計回りに前記所定角度回転させる反時計回り行程とを選択的にとり得るように構成されていることを特徴とする請求項９に記載の流路切換弁。
11. 前記時計回り行程により、前記主弁体が第１の回転位置から第２の回転位置へと回転して流路切換が行われ、前記反時計回り行程により、前記主弁体が第２の回転位置から第１の回転位置へと回転して流路切換が行われるようにされていることを特徴とする請求項１０に記載の流路切換弁。
12. 前記流路切換を、前記左室ポートと前記右室ポート、及び、前記主弁の高圧部分と低圧部分とに接続された四方パイロット弁により行うようにされていることを特徴とする請求項１１に記載の流路切換弁。

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