JPH11141707A - ロータリ式流路切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ニードル弁部の弁ポートに対する方向姿勢位
置精度を適正にし、ニードル弁部による弁ポートの締め
切りが確実に行われようにすると共に、パイロット弁の
閉弁時に弁ポートにニードル弁部が当たる際の両者の衝
撃を低減し、摩耗や欠け等に対する耐久性を向上させる
こと。 【解決手段】 パイロット弁９のステム部１０と、弁ポ
ート５５を開閉するニードル弁部５３とを別体構成し、
ニードル弁部５３をステム部１０に対して主弁体３の径
方向及び回転軸方向に各々シフト可能に接続して、ステ
ム部１０に対するニードル弁部５３のチルトを可能に構
成すると共に、ニードル弁部５３とステム部１０との間
に圧縮コイルばね６０を設けて、パイロット弁９の閉弁
時に弁ポート５５にニードル弁部５３が当たる際の両者
の衝撃を、圧縮コイルばね６０の弾発力によるダンパ作
用で吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ロータリ式流路
切換弁に関し、特にヒートポンプシステムで使用される
パイロット弁付きの四方弁や三方弁に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】四方弁や三方弁として使用されるロータ
リ式流路切換弁として、円筒状の弁ハウジングと、前記
弁ハウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可
能に設けられた主弁体と、前記弁ハウジングに固定され
低圧側配管を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接
続される高圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポ
ートを有する弁座板と、前記主弁体に形成された弁保持
孔に回転軸方向に移動可能に係合して前記主弁体より支
持され、前記主弁体に形成された弁ポートを開閉するこ
とにより前記主弁体の一方の端面側に画定されて高圧側
ポートの圧力を導入される圧力室と前記低圧側ポートと
を選択的に連通接続するパイロット弁と、前記主弁体を
回転駆動すると共に前記パイロット弁の開閉駆動を行う
電磁ソレノイドとを有し、前記主弁体は、前記圧力室と
は反対の側の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位に
より前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポ
ートのいずれか一方に選択的に連通接続するように構成
されたパイロット弁付きのロータリ式流路切換弁が知ら
れている。

【０００３】このロータリ式流路切換弁では、定常状態
では、圧力室に高圧側ポートの圧力を導入されているこ
とにより主弁体は弁座板に押し付けられ、各ポート間の
気密性を保ち、流路切換時には主弁体の回転変位に先だ
ってパイロット弁を開き、圧力室と低圧側ポートとを連
通接続して圧力室の高圧状態を解除し、圧力室と高圧側
ポートとの圧力差で主弁体を弁座板より浮上させ、低抵
抗で主弁体を回転変位させることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のロータリ式流路
切換弁においては、パイロット弁は、弁保持孔に回転軸
方向に移動可能に係合し前記電磁ソレノイドに吸着され
るプランジャをなすステム部の先端に弁ポートを開閉す
るニードル弁部が一体形成されているため、弁ポートに
対するステム部の支持精度がニードル弁部の径方向の位
置精度や方向姿勢に直接影響し、ニードル弁部による弁
ポートの締め切りが確実に行われないことがある。

【０００５】特に、弁ポートと圧力室との連通通路を、
パイロット弁をステム部を受け入れる主弁体の弁保持孔
とステム部との間隙により確保する場合には、ステム部
の支持は、がた付きがあるものになり、このがた付きに
よって弁ポートに対するニードル弁部の径方向位置や方
向姿勢が安定せず、ニードル弁部による弁ポートの締め
切り性が悪化する。

【０００６】また、ステム部とニードル弁部との同心加
工精度、弁保持孔と弁ポートとの同心加工精度も弁ポー
トの締め切り性に影響を与え、これらの加工精度が高く
ないと、所要の弁ポート締め切り精度が得られない。

【０００７】また、パイロット弁のステム部が、電磁ソ
レノイドを有する弁ハウジングに形成されたパイロット
弁案内筒部と、弁ポートを有する主弁体の弁保持孔の両
方に係合し、弁ハウジングと主弁体の両方より支持され
る場合には、弁ハウジングに形成されるパイロット弁案
内筒部の位置精度、弁ハウジングに対する主弁体の組み
付け精度も、ニードル弁部の弁ポートに対する径方向の
位置精度や方向姿勢に直接影響し、ニードル弁部による
弁ポートの締め切りが確実に行われないことがある。

【０００８】また、弁ハウジングのパイロット弁案内筒
部にパイロット弁のステム部の端面と対向する電磁ソレ
ノイドの固定吸引子が設けられ、パイロット弁案内筒部
においてステム部と固定吸引子との間に室が画定される
構造の場合、ステム部とパイロット弁案内筒部との間隙
よりその室に潤滑油や冷媒等の流通流体が侵入し、この
室に溜まることにより、パイロット弁の開閉移動が円滑
に行われなくなる虞れがある。

【０００９】この発明は、上述の如き問題点に着目して
なされたものであり、この発明の第１の目的は、弁ポー
トに対するステム部の支持精度、ステム部とニードル弁
部との同心加工精度、弁保持孔と弁ポートとの同心加工
精度、パイロット弁案内筒部の位置精度、弁ハウジング
に対する主弁体の組み付け精度が多少悪くても、ニード
ル弁部の弁ポートに対する径方向の位置精度や方向姿勢
を適正にし、ニードル弁部による弁ポートの締め切りが
確実に行われると共に、パイロット弁の閉弁の際におけ
る弁ポートやニードル弁部の受ける衝撃を低減できるよ
うに改良されたロータリ式流路切換弁を提供することに
ある。

【００１０】また、この発明の第２の目的は、パイロッ
ト弁案内筒部においてステム部と固定吸引子との間に画
定される室に潤滑油や冷媒等の流通流体が侵入しても、
これらがその室に溜まることがなく、長期間に亘ってパ
イロット弁の円滑な開閉移動を保証できるロータリ式流
路切換弁を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の第１の目的を達成
するために、請求項１に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁は、円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハウジン
グに回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けら
れた主弁体と、前記弁ハウジングに固定され低圧側配管
を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接続される高
圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポートを有す
る弁座板と、前記主弁体に形成された弁保持孔に前記回
転軸方向に移動可能に係合して前記主弁体より支持さ
れ、前記主弁体に形成された弁ポートを開閉することに
より前記主弁体の一方の端面側に画定されて高圧側ポー
トの圧力を導入される圧力室と前記低圧側ポートとを選
択的に連通接続するパイロット弁と、前記主弁体を回転
駆動すると共に前記パイロット弁の開閉駆動を行う電磁
ソレノイドとを有し、前記主弁体は、前記圧力室とは反
対の側の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位により
前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポート
のいずれか一方に選択的に連通接続するように構成され
たロータリ式流路切換弁において、前記パイロット弁
は、前記弁保持孔に前記回転軸方向に移動可能に係合し
前記電磁ソレノイドに吸着されるプランジャをなすステ
ム部と、前記弁ポートを開閉するニードル弁部とが別体
構成され、前記ニードル弁部は前記ステム部に対して前
記主弁体の径方向及び前記回転軸方向に各々シフト可能
に接続されているものである。

【００１２】請求項２に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁は、前記ニードル弁部は、球面部によって前記
ステム部に当接し、前記ステム部に対してチルト可能で
あるものである。

【００１３】請求項３に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁は、前記球面部と前記ステム部との当接面に高
滑性樹脂層が設けられているものである。

【００１４】請求項４に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁は、前記ニードル弁部と前記ステム部との間に
圧縮ばねが介在しているものである。

【００１５】また、上述の第２の目的を達成するため
に、請求項５に記載の発明によるロータリ式流路切換弁
は、円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回転
変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられた主弁
体と、前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続さ
れる低圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポー
ト、及び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板
と、前記主弁体に形成された弁保持孔に前記回転軸方向
に移動可能に係合して前記主弁体より支持され、前記主
弁体に形成された弁ポートを開閉することにより前記主
弁体の一方の端面側に画定されて高圧側ポートの圧力を
導入される圧力室と前記低圧側ポートとを選択的に連通
接続するパイロット弁と、前記主弁体を回転駆動すると
共に前記パイロット弁の開閉駆動を行う電磁ソレノイド
とを有し、前記主弁体は、前記圧力室とは反対の側の端
面にて前記弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポ
ートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか
一方に選択的に連通接続するように構成されたロータリ
式流路切換弁において、前記弁ハウジングは前記パイロ
ット弁のステム部を前記回転軸方向に移動可能に受け入
れるパイロット弁案内筒部を有していて当該パイロット
弁案内筒部に前記ステム部の端面と対向する前記電磁ソ
レノイドの固定吸引子を有し、前記ステム部には前記パ
イロット弁案内筒部において前記ステム部と前記固定吸
引子との間に画定される室を前記圧力室に開放するブリ
ード通路が形成されているものである。

【００１６】請求項６に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁は、前記弁座板は切換ポートとして第一の切換
ポートと第二の切換ポートの二つの切換ポートを有し、
前記主弁体は、前記低圧側ポートと前記第一の切換ポー
トとを連通接続すると共に前記高圧側ポートと前記第二
の切換ポートとを連通接続する第一の回転位置と、前記
低圧側ポートと前記第二の切換ポートとを連通接続する
と共に前記高圧側ポートと前記第一の切換ポートとを連
通接続する第二の回転位置との間に回転変位するように
設けられ、ヒートポンプシステムで使用される四方弁で
あるものである。

【００１７】請求項１に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、パイロット弁のステム部とニードル
弁部とが別体構成され、ニードル弁部がステム部に主弁
体の径方向と回転軸方向とに各々シフト可能に接続され
ているから、弁ポートに対するニードル弁部の径方向や
回転軸方向へのシフト（変位）により、ニードル弁部が
ステム部に対してチルト（傾斜）し、この自動調心式構
造によって、ニードル弁部の弁ポートに対する方向姿勢
が修正される。

【００１８】また、ニードル弁部がステム部に対して主
弁体の回転軸方向にシフト可能であることから、パイロ
ット弁の閉弁時にニードル弁が弁ポートに当たる際の両
者が受ける衝撃が低減され、摩耗、欠け等に対する耐久
性が向上する。

【００１９】請求項２に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、ニードル弁部が球面部によってステ
ム部に当接することで、ニードル弁部が自動求心式にス
テム部に対してチルト（傾斜）して、ニードル弁部の弁
ポートに対する方向姿勢が修正される。

【００２０】請求項３に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、球面部とステム部との当接面に高滑
性樹脂層が設けられていることにより、ニードル弁部の
自動求心式のチルトが低抵抗で確実に行われる。

【００２１】請求項４に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、ニードル弁部とステム部とに間に圧
縮ばねが介在していることにより、開弁状態時にニード
ル弁部がステム部に対してがた付くことがなく、また、
圧縮ばねの撓みにより閉弁圧も調整される。

【００２２】その上、圧縮ばねの弾発力が所謂ダンパ作
用を発揮して、パイロット弁の閉弁時にニードル弁が弁
ポートに当たる際の両者が受ける衝撃を吸収するので、
衝撃低減効果が増して、摩耗、欠け等に対する耐久性が
より一層向上する。

【００２３】請求項５に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、パイロット弁案内筒部においてステ
ム部と固定吸引子との間に画定される室がブリード通路
によって圧力室に開放され、その室に潤滑油や冷媒等の
流通流体が溜まることがない。

【００２４】請求項６に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、弁座板が切換ポートとして第一の切
換ポートと第二の切換ポートの二つの切換ポートを有
し、主弁体が、前記低圧側ポートと前記第一の切換ポー
トとを連通接続すると共に前記高圧側ポートと前記第二
の切換ポートとを連通接続する第一の回転位置と、前記
低圧側ポートと前記第二の切換ポートとを連通接続する
と共に前記高圧側ポートと前記第一の切換ポートとを連
通接続する第二の回転位置との間に回転変位することに
より、ロータリ式流路切換弁がヒートポンプシステムで
使用される四方弁になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に添付の図を参照してこの発
明の実施の形態を詳細に説明する。

【００２６】図１〜図７はこの発明によるロータリ式流
路切換弁の実施の形態を示している。ロータリ式流路切
換弁は、円筒状の弁ハウジング１と、弁ハウジング１内
に回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられ
た主弁体３と、弁ハウジング１の底部に固定された弁座
板５と、主弁体３に設けられたパイロット弁９と、弁ハ
ウジング１の上部に取り付けられた電磁ソレノイド１１
とを有している。

【００２７】このロータリ式流路切換弁は、図５及び図
６に示されているように、ヒートポンプシステムで使用
される四方弁１００として構成され、弁座板５には、ヒ
ートポンプシステムにおけるコンプレッサＰの吸入側か
らの低圧側配管１３を接続される低圧側ポート１５と、
コンプレッサＰの吐出側からの高圧側配管１７を接続さ
れる高圧側ポート１９と、エバポレータ（室内熱交換
器）Ｅの配管２１を接続される第一の切換ポート２３
と、コンデンサ（室外熱交換器）Ｃの配管２５を接続さ
れる第二の切換ポート２７とを、弁座板５の中心から径
方向にずれた箇所に有している。

【００２８】主弁体３は、図１に示されているように、
底部に設けられた中心ガイト孔２９にて弁座板５に固定
されたセンタピン３１に嵌合していると共に、上部に舌
片状に突出形成されたガイド部４にて、弁ハウジング１
の上部に大径円筒部２と同心に設けられた主弁体案内筒
部６に軸線方向に移動可能に嵌合し、これらの嵌合ガイ
ドにより自身の中心軸線の周りに第一の回転位置と第二
の回転位置との間に回転変位し、軸線方向に直線的に上
昇位置と降下位置との間に上下変位する。

【００２９】なお、ガイド部４は後述する高圧側連絡溝
３７の側とは反対側に形成され、主弁体案内筒部６との
当接関係により、高圧側の流入圧力による主弁体３の傾
き偏倚を抑制する。

【００３０】主弁体３は降下位置においては、底面（圧
力室４１とは反対の側の端面）３３にて弁座板５と接触
しており、その底面部の中心から径方向にずれた箇所
に、互いに独立した低圧側連絡溝３５と高圧側連絡溝３
７とを有している。

【００３１】主弁体３は、第一の回転位置では、図５に
示されているように、低圧側連絡溝３５により低圧側ポ
ート１５と第一の切換ポート２３とを連通接続すると共
に高圧側連絡溝３７によって高圧側ポート１９と第二の
切換ポート２７とを連通接続し、第二の回転位置では、
図６に示されているように、低圧側連絡溝３５により低
圧側ポート１５と第二の切換ポート２７とを連通接続す
ると共に高圧側連絡溝３７によって高圧側ポート１９と
第一の切換ポート２３とを連通接続する。

【００３２】これにより、主弁体３が第一の回転位置で
ある切換状態では、図５に示されているように、コンプ
レッサＰ→四方弁１００→コンデンサＣ→絞りＤ→エバ
ポレータＥ→四方弁１００→コンプレッサＰと云う冷媒
循環路が確立し、ヒートポンプシステムは冷房モードに
なる。

【００３３】これに対し、主弁体３が第二の回転位置で
ある切換状態では、図６に示されているように、コンプ
レッサＰ→四方弁１００→エバポレータＥ→絞りＤ→コ
ンデンサＣ→四方弁１００→コンプレッサＰと云う冷媒
循環路が確立し、ヒートポンプシステムは暖房モードに
なる。

【００３４】なお、高圧側配管１７の先端は、高圧側ポ
ート１９を貫通して高圧側連絡溝３７内に突出してお
り、高圧側連絡溝３７の内壁面との当接により、主弁体
３の回動変位範囲を第一の回転位置と第二の回転位置と
の間の往復回動範囲に制限するストッパを兼ねている。

【００３５】主弁体３の上側（一方の端面側）には、図
１に示されているように、弁ハウジング１と、弁ハウジ
ング１の上部に形成されているパイロット弁案内筒部３
９に嵌合しているパイロット弁９とによって圧力室４１
が画定されている。圧力室４１は、パイロット弁９と主
弁体３との間のバイパス間隙４３や、主弁体３のピスト
ンリング溝４５に嵌め込まれている略Ｃ字状のピストン
リング４７の両端部間の連通用間隙（図示せず）を経
て、高圧側連絡溝３７、高圧側ポート１９と連通してお
り、高圧側ポート１９の圧力を導入される。

【００３６】パイロット弁案内筒部３９は大径円筒部２
や主弁体案内筒部６と同心に設けられており、パイロッ
ト弁９のステム部１０は、パイロット弁案内筒部３９
や、主弁体３の中心部に形成された円形横断面の弁保持
孔５１に、軸線方向に移動可能に嵌合しており、ニード
ル弁部５３にて主弁体３に形成された弁ポート５５を開
閉する。

【００３７】この構造により、パイロット弁９は、弁ハ
ウジング１側のパイロット弁案内筒部３９と主弁体３側
の弁保持孔５１に軸線方向に移動可能に嵌合し、弁ハウ
ジング１と主弁体３の両方より個別に支持されているこ
とになる。

【００３８】弁ポート５５は、弁保持孔５１の底部中央
にあり、一方でステム部１０と弁保持孔５１との間隙
（図示省略）を介して圧力室４１に連通し、他方で主弁
体３に形成されている連通孔５７によって低圧側連絡溝
３５に連通している。すなわち、弁ポート５５と圧力室
４１との連通通路はパイロット弁９のステム部１０を受
け入れる主弁体３の弁保持孔５１とステム部１０との間
隙により確保されている。

【００３９】パイロット弁９のステム部１０と、ニード
ル弁部５３とは別体構成されており、ニードル弁部５３
はステム部１０に径方向にシフト可能に接続されてい
る。

【００４０】図７によく示されているように、ニードル
弁部５３は、ステム部１０の先端に形成されたニードル
弁支持孔１０ａに遊嵌合状態で挿入された頭部５４を有
し、ステム部１０の先端部にかしめ固定された固定リン
グ５６により、所定量のみ、ステム部１０に対して径方
向と回転軸線方向に変位可能になっている。

【００４１】頭部５４は、球状頭面５４ａを有し、球状
頭面５４ａによってニードル弁支持孔１０ａの底面（天
井面）１０ｂに当接するようになっている。これによ
り、ニードル弁部５３は、ステム部１０に対して２度程
度、チルト（首振り）可能になっている。

【００４２】また、弁ハウジング１は主弁体を受け入れ
る円筒部である大径円筒部２と主弁体案内筒部６とパイ
ロット弁案内筒部３９とを互いに同心にプレス深絞り加
工により一体成形されている。

【００４３】パイロット弁９のステム部１０は、電磁ソ
レノイド１１のプランジャをなし、定吸引子５９との間
に設けられたばね６１により閉弁方向に付勢され、電磁
ソレノイド１１の電磁コイル６３に通電が行われること
により、ばね６１のばね力に抗して固定吸引子５９に吸
着し、弁ポート５５を開放、すなわち開弁する。

【００４４】固定吸引子５９はパイロット弁案内筒部３
９にステム部１０の端面と対向配置されている。これに
よりパイロット弁案内筒部３９においてステム部１０と
固定吸引子５９との間に室（ばね室）６２が画定され
る。ステム部１０には室６２を圧力室４１に開放するた
めのブリード通路９ａが形成されている。

【００４５】主弁体３の上部にはプラスチックスマグネ
ットによる多極マグネット７１がインサート成形により
一体的に設けられている。多極マグネット７１は、主弁
体３と同心のリング状をなし、主弁体３の回転方向にＮ
極部とＳ極部とを交互に２個ずつ有している。

【００４６】電磁ソレノイド１１には、電磁コイル６３
の上側の一方の磁極と磁気的に連結されているステープ
ル形状の主磁極部材６５がボルト６７により固定されて
おり、また電磁コイル６３の下側の他方の磁極と磁気的
に連結されて、主磁極部材６５とは弁ハウジング１の中
心軸線周りに９０度回転変位した位置に、ステープル形
状の副磁極部材６９が固定されている。

【００４７】上述のような電磁ソレノイド１１と多極マ
グネット７１による電磁アクチュエータ構造では、電磁
ソレノイド１１に対し通電する電流の方向により主磁極
部材６５がＮ極、副磁極部材６９がＳ極に帯磁、あるい
はその反対の極性に帯磁し、多極マグネット７１との磁
気作用により、主弁体３を第一の回転位置より第二の回
転位置へ回転変位、あるいはその反対に回転変位させ
る。

【００４８】上述のような構成による四方弁１００で
は、図１に示されているような状態において、電磁ソレ
ノイド１１の電磁コイル６３に通電が行われると、固定
吸引子５９が励磁し、パイロット弁９がばね６１のばね
力に抗して上昇変位して固定吸引子５９に吸着し、弁ポ
ート５５が開放される。

【００４９】これにより圧力室４１が低圧側連絡溝３
５、低圧側ポート１５と連通し、コンプレッサＰの吸入
圧により、圧力室４１の内圧が高圧側ポート１９と同じ
高圧から低圧側ポート１５と同じ低圧に向かって低下す
る。これにより主弁体３の下側に比べて主弁体３の上側
が低圧になり、圧力差で主弁体３が上昇変位して弁座板
５より離れ、弁ハウジング１の主弁体案内筒部６に当接
したままガイド部４の側部が上方に摺動する。この主弁
体３の上昇は、弁ポート５５がニードル弁部５３に当接
して閉塞されることで制限され、これにより、主弁体３
の上下の圧力がバランスして主弁体３が低抵抗で回転変
位し得る状態になる。

【００５０】なお、パイロット弁９が開弁すれば、圧力
室４１の内圧が低下するのは、ピストンリング４７の連
通用間隙によって圧力室４１と高圧側連絡溝３７、高圧
側ポート１９との連通度が絞られてあり、この連通度が
パイロット弁９が開弁した時の圧力室４１と低圧側連絡
溝３５との連通度より低い値に設定されているからであ
る。

【００５１】上述の状態になると、主磁極部材６５、副
磁極部材６９の帯磁と多極マグネット７１との磁気作用
により、主弁体３が第一の回転位置より第二の回転位置
へ回転変位、あるいはその反対に回転変位し、ヒートポ
ンプサイクルが冷房モードあるいは暖房モードに切り換
えられる。

【００５２】この後に、電磁コイル６３に対する通電を
停止すると、ばね６１のばね力によりパイロット弁９が
降下して閉弁し、圧力室４１と低圧側連絡溝３５との連
通が遮断され、バイパス用間隙４３やピストンリング４
７の連通用間隙を経て、高圧側連絡溝３７、高圧側ポー
ト１９の圧力が圧力室４１に導入され、圧力室４１が主
弁体３の下部の圧力と同圧になり、ばね６１のばね力と
主弁体３の自重とによって主弁体３が元の降下位置に戻
り、弁座板５と密着する。

【００５３】上述のような弁動作において、パイロット
弁９のニードル弁部５３が、ステム部１０とは別体構成
され、ステム部１０に径方向にシフト可能に接続されて
いることから、ニードル弁部５３が弁ポート５５に係合
して閉弁する過程で、ニードル弁部５３が弁ポート５５
に対して自動調心式の径方向シフトし、ニードル弁部５
３の弁ポート５５に対する径方向の位置精度が自動的に
修正される。

【００５４】また、ニードル弁部５３が球状頭面５４ａ
によってニードル弁支持孔１０ａの底面１０ｂに当接す
ることにより、ニードル弁部５３が自動求心式にステム
部１０に対してチルトし、ニードル弁部５３の弁ポート
５５に対する方向姿勢が自動修正される。

【００５５】これらのことにより、弁ポート５５に対す
るステム部１０の支持精度、ステム部１０とニードル弁
部５３との同心度、弁保持孔５１と弁ポート５５との同
心加工精度、パイロット弁案内筒部３９の位置精度、弁
ハウジング１に対する主弁体３の組み付け精度が多少悪
くても、ニードル弁部５３の弁ポート５５に対する径方
向の位置精度や方向姿勢が適正になり、ニードル弁部５
３による弁ポート５５の締め切りが確実に行われるよう
になる。

【００５６】また、パイロット弁案内筒部３９において
ステム部１０と固定吸引子５９との間に画定される室６
２がブリード通路９ａによって圧力室４１に開放されて
いるから、室６２に潤滑油や冷媒等の流通流体が侵入し
ても、それらはブリード通路９ａによって圧力室４１へ
流出し、それらが室６２に溜まることがない。これによ
り、長期間に亘ってパイロット弁９の円滑な開閉移動が
保証される。

【００５７】しかも、ニードル弁部５３とステム部１０
とが主弁体３の回転軸方向に移動可能に連結されている
ことから、パイロット弁９の閉弁時にニードル弁部５３
が弁ポート５５に当たる際の衝撃が、ステム部１０に対
するニードル弁部５３の回転軸方向への移動により低減
されることから、ニードル弁部５３や弁ポート５５の摩
耗や欠け等に対する耐久性が向上する。

【００５８】図８〜図１１は各々この発明によるロータ
リ式流路切換弁に組み込まれるパイロット弁９の他の実
施の形態を示している。なお、図８〜図１１において、
図７に対応する部分は、図７に付した符号と同一の符号
を付けて、その説明を省略する。

【００５９】図８に示されている実施の形態では、ニー
ドル弁支持孔１０ａの底部に、高い弾性を有するフッ素
系樹脂による高滑性樹脂板５８が配置され、ニードル弁
部５３の球状頭面５４ａは高滑性樹脂板５８を介してス
テム部１０と当接している。

【００６０】これにより、ニードル弁部５３のステム部
１０に対する自動求心式のチルトが、低抵抗で、確実に
行われるようになる。

【００６１】図９に示されている実施の形態では、ニー
ドル弁部５３とステム部１０との間に圧縮コイルばね６
０が所定の予荷重を与えられた状態で組み込まれてい
る。

【００６２】この実施の形態では、圧縮コイルばね６０
のばね力によってニードル弁部５３がステム部１０に押
し付けられるから、開弁状態時にニードル弁部５３がス
テム部１０に対してがた付くことがなく、また、圧縮コ
イルばね６０の撓みにより閉弁圧も調整される。

【００６３】しかも、ニードル弁部５３とステム部１０
との間に圧縮コイルばね６０が介設されていることか
ら、パイロット弁９の閉弁時にニードル弁部５３が弁ポ
ート５５に当たる際の衝撃が、この圧縮コイルばね６０
の弾発力により吸収され、これにより、ニードル弁部５
３や弁ポート５５の摩耗や欠け等に対する耐久性がより
一層向上する。

【００６４】図１０に示されている実施の形態では、球
面部６４ａを有するばねリテーナ６４が設けられ、圧縮
コイルばね６０のばね力により球面部６４ａがニードル
弁部５３に押し付けられている。

【００６５】これにより、開弁状態時にニードル弁部５
３がステム部１０に対してがた付くことがなく、また、
圧縮コイルばね６０の撓みにより閉弁圧も調整され、し
かも球面部６４ａがニードル弁部５３に押し付けられて
いるから、閉弁時には、ニードル弁部５３が自動求心式
にステム部１０に対してチルトし、ニードル弁部５３の
弁ポート５５に対する方向姿勢が自動修正される。

【００６６】図１１（ａ）、（ｂ）に示されている実施
の形態では、圧縮コイルばね６０に代えて、中心部に球
面部６６ａを有する十文字形状の板ばね６６がニードル
弁部５３とステム部１０とに間に所定の予荷重を与えら
れた状態で組み込まれている。板ばね６６は球面部６６
ａによってニードル弁部５３に当接している。

【００６７】これにより、開弁状態時にニードル弁部５
３がステム部１０に対してがた付くことがなく、また、
板ばね６６の撓みにより閉弁圧も調整され、しかも球面
部６６ａによってニードル弁部５３が押し付けられるか
ら、閉弁時には、ニードル弁部５３が自動求心式にステ
ム部１０に対してチルトし、ニードル弁部５３の弁ポー
ト５５に対する方向姿勢が自動修正される。なお、本実
施形態では四方弁を例に取って説明したが、本発明はロ
ータリ式の三方弁においても同様に適用可能であること
は言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明から理解される如く、請求項
１に記載の発明によるロータリ式流路切換弁によれば、
円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハウジングに回転変位
可能に且つ回転軸方向に移動可能に設けられた主弁体
と、前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続され
る低圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポー
ト、及び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板
と、前記主弁体に形成された弁保持孔に前記回転軸方向
に移動可能に係合して前記主弁体より支持され、前記主
弁体に形成された弁ポートを開閉することにより前記主
弁体の一方の端面側に画定されて高圧側ポートの圧力を
導入される圧力室と前記低圧側ポートとを選択的に連通
接続するパイロット弁と、前記主弁体を回転駆動すると
共に前記パイロット弁の開閉駆動を行う電磁ソレノイド
とを有し、前記主弁体は、前記圧力室とは反対の側の端
面にて前記弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポ
ートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか
一方に選択的に連通接続するように構成されたロータリ
式流路切換弁において、前記パイロット弁は、前記弁保
持孔に前記回転軸方向に移動可能に係合し前記電磁ソレ
ノイドに吸着されるプランジャをなすステム部と、前記
弁ポートを開閉するニードル弁部とが別体構成され、前
記ニードル弁部は前記ステム部に対して前記主弁体の径
方向及び前記回転軸方向に各々シフト可能に接続されて
いるものとした。

【００６９】このため、パイロット弁のステム部とニー
ドル弁部とが別体構成され、ニードル弁部がステム部に
主弁体の径方向と回転軸方向とに各々シフト可能に接続
されているから、弁ポートに対するニードル弁部の径方
向や回転軸方向へのシフト（変位）により、ニードル弁
部がステム部に対してチルト（傾斜）し、この自動調心
式構造によって、ニードル弁部の弁ポートに対する位置
精度が修正され、弁ポートに対するステム部の支持精
度、ステム部とニードル弁部との同心度、弁保持孔と弁
ポートとの同心加工精度、パイロット弁案内筒部の位置
精度、弁ハウジングに対する主弁体の組み付け精度が多
少悪くても、ニードル弁部の弁ポートに対する方向姿勢
が適正になり、ニードル弁部による弁ポートの締め切り
が確実に行われるようになる。

【００７０】また、ニードル弁部がステム部に対して主
弁体の回転軸方向にシフト可能であることから、パイロ
ット弁の閉弁時にニードル弁が弁ポートに当たる際の両
者が受ける衝撃が低減され、摩耗、欠け等に対する耐久
性が向上する。

【００７１】請求項２に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、前記ニードル弁部は、球面部によっ
て前記ステム部に当接し、前記ステム部に対してチルト
可能であるものとした。

【００７２】このため、ニードル弁部が球面部によって
ステム部に当接することで、ニードル弁部が自動求心式
にステム部に対してチルト（傾斜）して、ニードル弁部
の弁ポートに対する方向姿勢が修正され、弁ポートに対
するステム部の支持精度、ステム部とニードル弁部との
同心度、弁保持孔と弁ポートとの同心加工精度、パイロ
ット弁案内筒部の位置精度、弁ハウジングに対する主弁
体の組み付け精度が多少悪くても、ニードル弁部の弁ポ
ートに対する方向姿勢が適正になり、ニードル弁部によ
る弁ポートの締め切りが確実に行われるようになる。

【００７３】請求項３に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、前記球面部と前記ステム部との当接
面に高滑性樹脂層が設けられているものとした。

【００７４】このため、球面部とステム部との当接面に
高滑性樹脂層が設けられていることにより、ニードル弁
部の自動求心式のチルトが低抵抗で確実に行われ、ニー
ドル弁部の弁ポートに対する方向姿勢が適正になり、ニ
ードル弁部による弁ポートの締め切りが確実に行われる
ようになる。

【００７５】請求項４に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、前記ニードル弁部と前記ステム部と
の間に圧縮ばねが介在しているものとした。

【００７６】このため、ニードル弁部とステム部とに間
に圧縮ばねが介在していることにより、開弁状態時にニ
ードル弁部がステム部に対してがた付くことがなく、ま
た、圧縮ばねの撓みにより閉弁圧も調整される。

【００７７】その上、圧縮ばねの弾発力が所謂ダンパ作
用を発揮して、パイロット弁の閉弁時にニードル弁が弁
ポートに当たる際の両者が受ける衝撃を吸収するので、
衝撃低減効果が増して、摩耗、欠け等に対する耐久性が
より一層向上する。

【００７８】請求項５に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁によれば、円筒状の弁ハウジングと、前記弁ハ
ウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移動可能に
設けられた主弁体と、前記弁ハウジングに固定され低圧
側配管を接続される低圧側ポート、高圧側配管を接続さ
れる高圧側ポート、及び、少なくとも一つの切換ポート
を有する弁座板と、前記主弁体に形成された弁保持孔に
前記回転軸方向に移動可能に係合して前記主弁体より支
持され、前記主弁体に形成された弁ポートを開閉するこ
とにより前記主弁体の一方の端面側に画定されて高圧側
ポートの圧力を導入される圧力室と前記低圧側ポートと
を選択的に連通接続するパイロット弁と、前記主弁体を
回転駆動すると共に前記パイロット弁の開閉駆動を行う
電磁ソレノイドとを有し、前記主弁体は、前記圧力室と
は反対の側の端面にて前記弁座板と接触し、回転変位に
より前記切換ポートを前記低圧側ポートと前記高圧側ポ
ートのいずれか一方に選択的に連通接続するように構成
されたロータリ式流路切換弁において、前記弁ハウジン
グは前記パイロット弁のステム部を前記回転軸方向に移
動可能に受け入れるパイロット弁案内筒部を有していて
当該パイロット弁案内筒部に前記ステム部の端面と対向
する前記電磁ソレノイドの固定吸引子を有し、前記ステ
ム部には前記パイロット弁案内筒部において前記ステム
部と前記固定吸引子との間に画定される室を前記圧力室
に開放するブリード通路が形成されているものとした。

【００７９】このため、パイロット弁案内筒部において
ステム部と固定吸引子との間に画定される室がブリード
通路によって圧力室に開放され、その室に潤滑油や冷媒
等の流通流体が溜まることがないから、長期間に亘って
パイロット弁の円滑な開閉移動が保証される。

【００８０】請求項６に記載の発明によるロータリ式流
路切換弁は、前記弁座板は切換ポートとして第一の切換
ポートと第二の切換ポートの二つの切換ポートを有し、
前記主弁体は、前記低圧側ポートと前記第一の切換ポー
トとを連通接続すると共に前記高圧側ポートと前記第二
の切換ポートとを連通接続する第一の回転位置と、前記
低圧側ポートと前記第二の切換ポートとを連通接続する
と共に前記高圧側ポートと前記第一の切換ポートとを連
通接続する第二の回転位置との間に回転変位するように
設けられ、ヒートポンプシステムで使用される四方弁で
あるものである。

【００８１】このため、主弁体が、前記低圧側ポートと
前記第一の切換ポートとを連通接続すると共に前記高圧
側ポートと前記第二の切換ポートとを連通接続する第一
の回転位置と、前記低圧側ポートと前記第二の切換ポー
トとを連通接続すると共に前記高圧側ポートと前記第一
の切換ポートとを連通接続する第二の回転位置との間に
回転変位することにより、ロータリ式流路切換弁がヒー
トポンプシステムで使用される四方弁になり、四方弁に
おいて、ニードル弁部による弁ポートの締め切りが確実
に行われるようになり、また、長期間に亘ってパイロッ
ト弁の円滑な開閉移動が保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるロータリ式流路切換弁の実施の
形態を示す縦断面図である。

【図２】図１のロータリ式流路切換弁の平面図である。

【図３】図１のロータリ式流路切換弁の底面図である。

【図４】図１のロータリ式流路切換弁の側面図である。

【図５】図１のロータリ式流路切換弁をヒートポンプシ
ステムに組み込んだ際の冷房運転時における冷媒回路構
成を示す説明図である。

【図６】図１のロータリ式流路切換弁をヒートポンプシ
ステムに組み込んだ際の暖房運転時における冷媒回路構
成を示す説明図である。

【図７】図１のパイロット弁の断面図である。

【図８】この発明によるロータリ式流路切換弁で使用さ
れるパイロット弁の他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図９】この発明によるロータリ式流路切換弁で使用さ
れるパイロット弁の他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１０】この発明によるロータリ式流路切換弁で使用
されるパイロット弁の他の実施の形態を示す断面図であ
る。

【図１１】（ａ）はこの発明によるロータリ式流路切換
弁で使用されるパイロット弁の他の実施の形態を示す断
面図、（ｂ）は板ばねの平面図である。

【符号の説明】

１ 弁ハウジング ２ 大径円筒部 ３ 主弁体 ４ ガイド部 ５ 弁座板 ６ 主弁体案内筒部 ９ パイロット弁 ９ａ フリード通路 １０ ステム部 １１ 電磁ソレノイド １５ 低圧側ポート １９ 高圧側ポート ２３ 第一の切換ポート ２７ 第二の切換ポート ３５ 低圧側連絡溝 ３７ 高圧側連絡溝 ４１ 圧力室 ５３ ニードル弁部 ５４ 頭部 ５４ａ 球状頭面 ５５ 弁ポート ５８ 高滑性樹脂板 ５９ 固定吸引子 ６０ 圧縮コイルばね ６３ 電磁コイル ６４ ばねリテーナ ６６ 板ばね ６５ 主磁極部材 ６９ 副磁極部材 ７１ 多極マグネット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 光昭 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 相原 一登 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 中川 昇 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 鈴木 和重 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 寺西 敏博 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内 (72)発明者 金崎 文雄 埼玉県狭山市笹井535 株式会社鷺宮製作 所狭山事業所内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状の弁ハウジングと、 前記弁ハウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移
   動可能に設けられた主弁体と、 前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続される低
   圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポート、及
   び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板と、 前記主弁体に形成された弁保持孔に前記回転軸方向に移
   動可能に係合して前記主弁体より支持され、前記主弁体
   に形成された弁ポートを開閉することにより前記主弁体
   の一方の端面側に画定されて高圧側ポートの圧力を導入
   される圧力室と前記低圧側ポートとを選択的に連通接続
   するパイロット弁と、 前記主弁体を回転駆動すると共に前記パイロット弁の開
   閉駆動を行う電磁ソレノイドとを有し、 前記主弁体は、前記圧力室とは反対の側の端面にて前記
   弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポートを前記
   低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか一方に選択
   的に連通接続するように構成されたロータリ式流路切換
   弁において、 前記パイロット弁は、前記弁保持孔に前記回転軸方向に
   移動可能に係合し前記電磁ソレノイドに吸着されるプラ
   ンジャをなすステム部と、前記弁ポートを開閉するニー
   ドル弁部とが別体構成され、前記ニードル弁部は前記ス
   テム部に対して前記主弁体の径方向及び前記回転軸方向
   に各々シフト可能に接続されていることを特徴とするロ
   ータリ式流路切換弁。
2. 【請求項２】 前記ニードル弁部は、球面部によって前
   記ステム部に当接し、前記ステム部に対してチルト可能
   であることを特徴とする請求項１記載のロータリ式流路
   切換弁。
3. 【請求項３】 前記球面部と前記ステム部との当接面に
   高滑性樹脂層が設けられていることを特徴とする請求項
   ２に記載のロータリ式流路切換弁。
4. 【請求項４】 前記ニードル弁部と前記ステム部との間
   に圧縮ばねが介在していることを特徴とする請求項１、
   ２又は３記載のロータリ式流路切換弁。
5. 【請求項５】 円筒状の弁ハウジングと、 前記弁ハウジングに回転変位可能に且つ回転軸方向に移
   動可能に設けられた主弁体と、 前記弁ハウジングに固定され低圧側配管を接続される低
   圧側ポート、高圧側配管を接続される高圧側ポート、及
   び、少なくとも一つの切換ポートを有する弁座板と、 前記主弁体に形成された弁保持孔に前記回転軸方向に移
   動可能に係合して前記主弁体より支持され、前記主弁体
   に形成された弁ポートを開閉することにより前記主弁体
   の一方の端面側に画定されて高圧側ポートの圧力を導入
   される圧力室と前記低圧側ポートとを選択的に連通接続
   するパイロット弁と、 前記主弁体を回転駆動すると共に前記パイロット弁の開
   閉駆動を行う電磁ソレノイドとを有し、 前記主弁体は、前記圧力室とは反対の側の端面にて前記
   弁座板と接触し、回転変位により前記切換ポートを前記
   低圧側ポートと前記高圧側ポートのいずれか一方に選択
   的に連通接続するように構成されたロータリ式流路切換
   弁において、 前記弁ハウジングは前記パイロット弁のステム部を前記
   回転軸方向に移動可能に受け入れるパイロット弁案内筒
   部を有していて当該パイロット弁案内筒部に前記ステム
   部の端面と対向する前記電磁ソレノイドの固定吸引子を
   有し、 前記ステム部には前記パイロット弁案内筒部において前
   記ステム部と前記固定吸引子との間に画定される室を前
   記圧力室に開放するブリード通路が形成されていること
   を特徴とするロータリ式流路切換弁。
6. 【請求項６】 前記弁座板は切換ポートとして第一の切
   換ポートと第二の切換ポートの二つの切換ポートを有
   し、前記主弁体は、前記低圧側ポートと前記第一の切換
   ポートとを連通接続すると共に前記高圧側ポートと前記
   第二の切換ポートとを連通接続する第一の回転位置と、
   前記低圧側ポートと前記第二の切換ポートとを連通接続
   すると共に前記高圧側ポートと前記第一の切換ポートと
   を連通接続する第二の回転位置との間に回転変位するよ
   うに設けられ、ヒートポンプシステムで使用される四方
   弁であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５
   記載のロータリ式流路切換弁。