(57)【特許請求の範囲】
【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設けられた弁体と、
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、
前記弁体を回転駆動する電磁アクチュエータとを有し、
前記弁体は、当該弁体の一方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、
前記電磁アクチュエータは、前記弁体に取り付けられた多極マグネットと、前記弁ハウジングに取り付けられた電磁ソレノイド、一対の主磁極片、及び、一対の副磁極片を有しており、
前記多極マグネットは、前記弁体の回転方向にＮ極とＳ極とを交互に配して構成されており、
前記一対の主磁極片は、前記電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極との磁極のうち一方の磁極に磁気的に接続されて当該一方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて前記多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち一方の磁極と対向するように配置されており、
前記一対の副磁極片は、前記電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極とのうち他方の磁極に磁気的に接続されて当該他方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて前記多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち他方の磁極と対向するように配置されており、
前記主磁極片は前記副磁極片よりも大きい断面により、該副磁極片よりも強い磁力で帯磁するように形成されている、
ことを特徴とするロータリ式流路切換弁。
【請求項２】
前記弁体は前記弁ハウジングに当該弁体の回転軸方向に移動可能に設けられていて、前記弁体の外周と前記弁ハウジングの内周面との間に形成されるバイパス間隙を介して、前記弁体の前記一方の端面とは反対側の他方の端面側に画定される圧力室に前記高圧側ポートの圧力が導入され、前記弁体には前記圧力室及び前記低圧側ポートを選択的に連通接続するパイロット弁が形成されており、前記電磁ソレノイドの通電により閉状態の前記パイロット弁が開駆動されて、前記圧力室と前記高圧側ポートとの間に生じる差圧により前記弁体が移動して、当該弁体の前記一端が前記回転軸方向に沿って前記弁座から離間した状態で、前記電磁アクチュエータによる前記弁体の回転駆動が行われる請求項１記載のロータリ式流路切換弁。
【請求項３】
前記主磁極片は一対の脚片を門型に接続した主磁極部材の前記各脚片に構成され、前記副磁極片は一対の脚片を門型に接続した副磁極部材の前記各脚片に構成され、前記主磁極部材は電磁ソレノイドに固定され、前記副磁極部材は接続用ブリッジ片により前記主磁極部材と点状係合し前記主磁極部材に対して位置決め固定されていることを特徴とする請求項１又は２記載のロータリ式流路切換弁。
【請求項４】
前記主磁極片は、前記弁体の周方向における寸法が前記副磁極片よりも大きい寸法で形成されている請求項１、２又は３記載のロータリ式流路切換弁。
【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設けられた弁体と、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、前記弁体を回転駆動する電磁アクチュエータとを有し、前記弁体は、当該弁体の一方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が知られている。
【０００３】
上述のようなロータリ式流路切換弁の電磁アクチュエータは、弁体に取り付けられて当該弁体の回転方向にＮ極とＳ極とを交互に配した多極マグネットと、弁ハウジングに取り付けられた電磁ソレノイドと、電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極との磁極のうち一方の磁極に磁気的に接続されて当該一方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち一方の磁極と対向するように配置された一対の磁極片とにより構成されている。
【０００４】
流路切換時には、一対の磁極片が対向する多極マグネットの磁極と同じ磁極に帯磁するように、電磁ソレノイドに通電を行ってこれを励磁させ、一対の磁極片と多極マグネットとの磁気的反発によって弁体を回転させて、一対の磁極片が帯磁している磁極とは反対の磁極の多極マグネット部分をこれら一対の磁極片に各々対向させ、流路切換が完了すれば、電磁ソレノイドに対する通電を停止する。
【０００５】
【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、流路切換の完了に伴い電磁ソレノイドに対する通電を停止すると、一対の磁極片に残留する磁力が小さいので、多極マグネットの磁力が強いと、弁体の回転後の時点で一対の磁極片に対向している多極マグネット部分を、一対の磁極片に残留した磁力の磁極によって吸引することができない。
【０００６】
このため、弁体の回転後の時点で一対の磁極片に対向している多極マグネット部分の隣の、反対の磁極の多極マグネット部分が、磁極の無くなった単なる金属としての各磁極片に吸着しようとして近づいてしまい、これにより、多極マグネットの磁極が変わる境界箇所が磁極片の中央に位置するように、電磁ソレノイドの通電時とは反対側に弁体が少し回転して、弁体を流路切換完了位置に安定して保持できなくなってしまう。
【０００７】
かといって、電磁ソレノイドの通電停止後の弁体の反転を抑制するために多極マグネットの磁力を弱めてしまうと、今度は電磁ソレノイドの通電により弁体に発生する回転トルクが弱まり、摩擦等の影響を受け易くなって弁体を確実に回転させることができなくなる。
【０００８】
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、多極マグネットの磁力が強くても弁体を流路切換完了位置に安定保持でき、動作信頼性が高いロータリ式流路切換弁を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述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設けられた弁体と、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、前記弁体を回転駆動する電磁アクチュエータとを有し、前記弁体は、当該弁体の一方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、前記電磁アクチュエータは、前記弁体に取り付けられた多極マグネットと、前記弁ハウジングに取り付けられた電磁ソレノイド、一対の主磁極片、及び、一対の副磁極片を有しており、前記多極マグネットは、前記弁体の回転方向にＮ極とＳ極とを交互に配して構成されており、前記一対の主磁極片は、前記電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極との磁極のうち一方の磁極に磁気的に接続されて当該一方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて前記多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち一方の磁極と対向するように配置されており、前記一対の副磁極片は、前記電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極とのうち他方の磁極に磁気的に接続されて当該他方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて前記多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち他方の磁極と対向するように配置されており、前記主磁極片は前記副磁極片よりも大きい断面により、該副磁極片よりも強い磁力で帯磁するように形成されているものである。
【００１０】
請求項２によるロータリ式流路切換弁は、前記弁体は前記弁ハウジングに当該弁体の回転軸方向に移動可能に設けられていて、前記弁体の外周と前記弁ハウジングの内周面との間に形成されるバイパス間隙を介して、前記弁体の前記一方の端面とは反対側の他方の端面側に画定される圧力室に前記高圧側ポートの圧力が導入され、前記弁体には前記圧力室及び前記低圧側ポートを選択的に連通接続するパイロット弁が形成されており、前記電磁ソレノイドの通電により閉状態の前記パイロット弁が開駆動されて、前記圧力室と前記高圧側ポートとの間に生じる差圧により前記弁体が移動して、当該弁体の前記一端が前記回転軸方向に沿って前記弁座から離間した状態で、前記電磁アクチュエータによる前記弁体の回転駆動が行われるものである。
【００１１】
請求項３によるロータリ式流路切換弁は、前記主磁極片は一対の脚片を門型に接続した主磁極部材の前記各脚片に構成され、前記副磁極片は一対の脚片を門型に接続した副磁極部材の前記各脚片に構成され、前記主磁極部材は電磁ソレノイドに固定され、前記副磁極部材は接続用ブリッジ片により前記主磁極部材と点状係合し前記主磁極部材に対して位置決め固定されているものである。
【００１２】
請求項４によるロータリ式流路切換弁は、前記主磁極片は、前記弁体の周方向における寸法が前記副磁極片よりも大きい寸法で形成されているものである。
【００１３】
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、電磁ソレノイド（電磁コイル）に通電が行われると、主磁極片と副磁極片とが互いに反対の磁極に帯磁し、主磁極片、副磁極片と多極マグネットとの磁気的反発により弁体が回転し、流路切換が行われる。流路切換完了後に電磁ソレノイドに対する通電が停止されると、一対の主磁極片と多極マグネットとの磁気的吸着と、一対の副主磁極片と多極マグネットとの磁気的吸着とで、弁体が流路切換完了位置に安定保持される。
【００１４】
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、電磁アクチュエータによる弁体の回転駆動が、電磁ソレノイドの通電に伴うパイロット弁の開弁により圧力室と高圧側ポートとの間に差圧が生じて、弁体が移動してその一端が弁座から離間した状態で行われるので、弁座に弁体が接触していない分だけ弁体の回転時に受ける摩擦が減って、電磁ソレノイドの通電を停止した際に、一対の主磁極片に対向している多極マグネット部分の隣の、反対の磁極の多極マグネット部分が、各主磁極片に吸着しようとすることによる弁体の反転が起こり易くなる。
【００１５】
しかし、主磁極片に対向している多極マグネット部分とは反対の磁極の多極マグネット部分に一対の副磁極片が対向していて、この反対の磁極の多極マグネット部分が各副磁極片に吸着しようとすることから、弁座に接触していない状態で弁体が回転する構成のロータリ式流路切換弁であっても、弁体が流路切換完了位置に安定保持される。
【００１６】
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、副磁極部材が接続用ブリッジ片により主磁極部材と点状係合して主磁極部材に対して位置決め固定されているから、主磁極片と副主磁極片との相対位置が精度よく決まり、主磁極部材と副磁極部材とは点状係合であるから、電磁ソレノイドが励磁している時の磁力ロスが少なくて済む。
【００１７】
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、弁体の周方向において、主磁極片の両端の方が副磁極片の両端よりも、対向している多極マグネット部分の隣の、反対の磁極の多極マグネット部分に対する距離が近くなり、従って、電磁ソレノイドの通電により弁体がどちらの方向に回転するかが、副磁極片とこれに対向する多極マグネット部分やそれに隣接する反対の磁極の多極マグネット部分との位置関係ではなく、主磁極片とこれに対向する多極マグネット部分やそれに隣接する反対の磁極の多極マグネット部分との位置関係で定まることとなり、電磁ソレノイドへの通電停止後の弁体の位置を安定して保持するために副磁極片を設けても、その影響で電磁ソレノイドへの通電に伴う弁体の回転方向が変わってしまうことがない。
【００１８】
【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。
【００１９】
図１〜図９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（弁体）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。
【００２０】
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とを有している。
【００２１】
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円筒部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。
【００２２】
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、主弁体案内円筒部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。
【００２３】
主弁体３は降下位置においては、底面（一方の端面）３３にて弁座板５と接触しており、その底面部に互いに独立した低圧側連絡溝３５と高圧側連絡溝３７とを有している。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
主弁体３の上側（他方の端面側）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３９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。
【００２９】
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、先端のニードル弁部５３にて主弁体３に形成された弁ポート５５を開閉する。
【００３０】
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。
【００３１】
なお、ステム部１０の具体的な形状としては、例えば、図８（ａ）〜（ｃ）に示されているように、外周面にカット面１２を有していて、Ｄ形横断面形状あるいは多角形横断面形状をなしており、残された円周面１４だけでパイロット弁案内筒部３９や弁保持孔５１に嵌合するものが考えられる。
【００３２】
この場合には、パイロット弁９のカット面１２と弁保持孔５１との間に、圧力室４１と弁ポート５５とを連通する通路（図示せず）が形成される。
【００３３】
また、ステム部１０の他の具体的な形状としては、図８（ｄ）に示されているように、パイロット弁案内筒部３９や弁保持孔５１の内径に対応した外径の略円柱状をなしており、円周面１４の全周においてパイロット弁案内筒部３９や弁保持孔５１に嵌合するものが考えられる。
【００３４】
この場合には、図８（ｅ）に示されているように、ステム部１０のニードル弁部５３寄りの先端部分に小径部１０ａが形成され、この小径部１０ａにステム部１０の中心を通る貫通通路１０ｂがステム部１０の径方向に貫設されると共に、ニードル弁部５３とは反対側のパイロット弁案内筒部３９側に位置する端面から貫通通路１０ｂの中央に至る連絡通路１０ｃがステム部１０の軸方向に形成され、この貫通通路１０ｂと連絡通路１０ｃ、及び、小径部１０ａと弁保持孔５１との間の空間により、圧力室４１と弁ポート５５とを連通する通路が構成される。
【００３５】
弁ポート５５は、弁保持孔５１の底部中央にあり、一方でバイパス間隙４３を介して圧力室４１に連通し、他方で連通孔５７によって低圧側連絡溝３５に連通している。
【００３６】
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。
【００３７】
パイロット弁９は、固定吸引子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。
【００３８】
そして、この実施の形態では、高圧側連絡溝３７やバイパス間隙４３、ピストンリング４７の連通用隙間を経て高圧側ポート１９から圧力室４１に流入する冷媒の流量が、圧力室４１から、パイロット弁９のカット面１２と弁保持孔５１との間の通路や、パイロット弁９のステム部１０内部の通路を介して弁ポート５５に至り、さらに、連通孔５７を経て低圧側連絡溝３５に流入する冷媒の流量を下回るように構成されている。
【００３９】
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、図７に示されているように、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７２とＳ極部７４とを交互に２個ずつ有している。
【００４０】
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。
【００４１】
主磁極部材６５は、一対の脚片に構成されて互いに１８０度回転変位した位置にて多極マグネット７１の一方の磁極と対向する一対の主磁極片６６を有している。
【００４２】
副磁極部材６９は、一対の脚片に構成されて主磁極片に対して９０度回転変位し、且つ互いに１８０度回転変位した位置にて多極マグネット７１の他方の磁極と対向する一対の副磁極片７０を有している。
【００４３】
図９に示されているように、副磁極部材６９は副磁極片７０とは９０度回転変位方向に延在する接続用ブリッジ片６９ａ、６９ｂを有しており、接続用ブリッジ片６９ａ、６９ｂは各々先端部にて主磁極部材６５に形成された小開口部６５ａ、６５ｂに係合し、この点状の係合により主磁極部材６５に対して位置決め固定されている。これにより主磁極片６６と副磁極片７０との相対位置関係が画一的に決まり、これが変動することがない。また、主磁極部材６５と副磁極部材６９とは点状係合であるから、電磁ソレノイド１１（電磁コイル６３）が励磁している時の磁力ロスが少なくて済む。
【００４４】
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する。
【００４５】
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。
【００４６】
これにより圧力室４１が低圧側連絡溝３５、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、低抵抗で回転変位し得る状態になる。
【００４７】
上述の状態になると、電磁コイル６３に対する通電によってＮ極に帯磁している主磁極部材６５の主磁極片６６とこれに対向する多極マグネット７１のＮ極部７２との磁気的反発作用や、電磁コイル６３に対する通電によってＳ極に帯磁している副磁極部材６９の副磁極片７０とこれに対向する多極マグネット７１のＳ極部７４との間での磁気的反発作用により、主弁体３が、図５〜図７で反時計廻り方向に回転し、主弁体３が第一の回転位置（図５、図７（ａ）の位置）より第二の回転位置（図６、図７（ｂ）の位置）へ回転変位する。
【００４８】
これにより、Ｎ極に帯磁している主磁極片６６に多極マグネット７１のＳ極部７４が対向して吸引されると共に、Ｓ極に帯磁している副磁極片７０に多極マグネット７１のＮ極部７２が対向して吸引されて、主弁体３が第二の回転位置に保持され、ヒートポンプサイクルが冷房モードより暖房モードに切り換えられる。
【００４９】
この後に、電磁コイル６３に対する通電を停止すると、一対の主磁極片６６の残留磁力が弱いため対向する多極マグネット７１のＳ極部７４をＮ極の磁極で吸着できなくなり、電磁コイル６３の通電前の主弁体３が第一の回転位置にあった時点で主磁極片６６に対向していた、Ｓ極部７４の隣のＮ極部７２が、磁極の無くなった単なる金属としての主磁極片６６に吸着しようとして、主弁体３が第二の回転位置から第一の回転位置に戻る向きに回転しようとする力が生じる。
【００５０】
しかし、主弁体３の第二の回転位置において、副磁極片７０に対向する多極マグネット７１のＳ極部７４が、磁極の無くなった単なる金属としての副磁極片７０に吸着しようとする力により、第二の回転位置から第一の回転位置に戻る向きへの主弁体３の回転力が抑制される。
【００５１】
電磁コイル６３に対する通電の停止に伴ってばね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４７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と密着することで、主弁体３が第二の回転位置（流路切換完了位置）に安定保持される。これにより動作信頼性が高くなる。
【００５２】
ヒートポンプサイクルを暖房モードより冷房モードに切り換える場合には、冷房モードより暖房モードへの切換時とは反対の方向に電磁ソレノイド１１の電磁コイル６３に通電を行い、パイロット弁９を開弁して主弁体３を上昇変位させる共に、主磁極部材６５の主磁極片６６をＳ極に帯磁させ、副磁極部材６９の副磁極片７０をＮ極に帯磁させる。
【００５３】
すると、電磁コイル６３に対する通電によってＳ極に帯磁している主磁極部材６５の主磁極片６６とこれに対向する多極マグネット７１のＳ極部７４との磁気的反発作用や、電磁コイル６３に対する通電によってＮ極に帯磁している副磁極部材６９の副磁極片７０とこれに対向する多極マグネット７１のＮ極部７２との間での磁気的反発作用により、主弁体３が、図５〜図７で時計廻り方向に回転し、主弁体３が第二の回転位置（図６、図７（ｂ）の位置）より第一の回転位置（図５、図７（ａ）の位置）へ回転変位する。
【００５４】
これにより、Ｎ極に帯磁している主磁極片６６に多極マグネット７１のＳ極部７４が対向して吸引されると共に、Ｓ極に帯磁している副磁極片７０に多極マグネット７１のＮ極部７２が対向して吸引されて、主弁体３が第一の回転位置に保持され、ヒートポンプサイクルが暖房モードより冷房モードに切り換えられる。
【００５５】
この後に、電磁コイル６３に対する通電を停止すると、一対の主磁極片６６の残留磁力が弱いため対向する多極マグネット７１のＮ極部７２をＮ極の磁極で吸着できなくなり、電磁コイル６３の通電前の主弁体３が第二の回転位置にあった時点で主磁極片６６に対向していた、Ｎ極部７２の隣のＳ極部７４が、磁極の無くなった単なる金属としての主磁極片６６に吸着しようとして、主弁体３が第一の回転位置から第二の回転位置に戻る向きに回転しようとする力が生じる。
【００５６】
しかし、主弁体３の第一の回転位置において、副磁極片７０に対向する多極マグネット７１のＮ極部７２が、磁極の無くなった単なる金属としての副磁極片７０に吸着しようとする力により、第一の回転位置から第二の回転位置に戻る向きへの主弁体３の回転力が抑制される。
【００５７】
電磁コイル６３に対する通電の停止に伴ってばね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４７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と密着することで、主弁体３が第一の回転位置（流路切換完了位置）に安定保持される。これにより動作信頼性が高くなる。
【００５８】
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り、また、本実施形態のように回転の際に主弁体３が弁座板５から離間した状態となるようなパイロット弁付のロータリ式流路切換弁でなく、弁座板に接したまま弁体が回転する一般的なロータリ式流路切換弁にも適用可能であることは言うまでもない。
【００５９】
【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設けられた弁体と、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、前記弁体を回転駆動する電磁アクチュエータとを有し、前記弁体は、当該弁体の一方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、前記電磁アクチュエータは、前記弁体に取り付けられた多極マグネットと、前記弁ハウジングに取り付けられた電磁ソレノイド、一対の主磁極片、及び、一対の副磁極片を有しており、前記多極マグネットは、前記弁体の回転方向にＮ極とＳ極とを交互に配して構成されており、前記一対の主磁極片は、前記電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極との磁極のうち一方の磁極に磁気的に接続されて当該一方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて前記多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち一方の磁極と対向するように配置されており、前記一対の副磁極片は、前記電磁ソレノイドの通電により発生するＮ極とＳ極とのうち他方の磁極に磁気的に接続されて当該他方の磁極と同極に帯磁し、互いに１８０度回転変位した位置にて前記多極マグネットのＮ極とＳ極とのうち他方の磁極と対向するように配置されており、前記主磁極片は前記副磁極片よりも大きい断面により、該副磁極片よりも強い磁力で帯磁するように形成されているものとした。
【００６０】
このため、電磁ソレノイド（電磁コイル）に通電が行われると、主磁極片と副磁極片とが互いに反対の磁極に帯磁し、主磁極片、副磁極片と多極マグネットとの磁気的反発により弁体が回転し、流路切換が行われる。流路切換完了後に電磁ソレノイドに対する通電が停止されると、一対の主磁極片と多極マグネットとの磁気的吸着と、一対の副主磁極片と多極マグネットとの磁気的吸着とで、弁体が流路切換完了位置に安定保持され、動作信頼性が高くなる。
【００６１】
請求項２によるロータリ式流路切換弁によれば、前記弁体は前記弁ハウジングに当該弁体の回転軸方向に移動可能に設けられていて、前記弁体の外周と前記弁ハウジングの内周面との間に形成されるバイパス間隙を介して、前記弁体の前記一方の端面とは反対側の他方の端面側に画定される圧力室に前記高圧側ポートの圧力が導入され、前記弁体には前記圧力室及び前記低圧側ポートを選択的に連通接続するパイロット弁が形成されており、前記電磁ソレノイドの通電により閉状態の前記パイロット弁が開駆動されて、前記圧力室と前記高圧側ポートとの間に生じる差圧により前記弁体が移動して、当該弁体の前記一端が前記回転軸方向に沿って前記弁座から離間した状態で、前記電磁アクチュエータによる前記弁体の回転駆動が行われるものとした。
【００６２】
このため、電磁アクチュエータによる弁体の回転駆動が、電磁ソレノイドの通電に伴うパイロット弁の開弁により圧力室と高圧側ポートとの間に差圧が生じて、弁体が移動してその一端が弁座から離間した状態で行われるので、弁座に弁体が接触していない分だけ弁体の回転時に受ける摩擦が減って、電磁ソレノイドの通電を停止した際に、一対の主磁極片に対向している多極マグネット部分の隣の、反対の磁極の多極マグネット部分が、各主磁極片に吸着しようとすることによる弁体の反転が起こり易くなる。
【００６３】
しかし、主磁極片に対向している多極マグネット部分とは反対の磁極の多極マグネット部分に一対の副磁極片が対向していて、この反対の磁極の多極マグネット部分が各副磁極片に吸着しようとすることから、弁座に接触していない状態で弁体が回転する構成のロータリ式流路切換弁であっても、弁体が流路切換完了位置に安定保持される。
【００６４】
請求項３によるロータリ式流路切換弁によれば、前記主磁極片は一対の脚片を門型に接続した主磁極部材の前記各脚片に構成され、前記副磁極片は一対の脚片を門型に接続した副磁極部材の前記各脚片に構成され、前記主磁極部材は電磁ソレノイドに固定され、前記副磁極部材は接続用ブリッジ片により前記主磁極部材と点状係合し前記主磁極部材に対して位置決め固定されているものとした。
【００６５】
このため、副磁極部材が接続用ブリッジ片により主磁極部材と点状係合して主磁極部材に対して位置決め固定されているから、主磁極片と副主磁極片との相対位置が精度よく決まり、主磁極部材と副磁極部材とは点状係合であるから、電磁ソレノイドが励磁している時の磁力ロスが少なくて済むようになる。
【００６６】
請求項４によるロータリ式流路切換弁によれば、前記主磁極片は、前記弁体の周方向における寸法が前記副磁極片よりも大きい寸法で形成されているものとした。
【００６７】
このため、弁体の周方向において、主磁極片の両端の方が副磁極片の両端よりも、対向している多極マグネット部分の隣の、反対の磁極の多極マグネット部分に対する距離が近くなり、従って、電磁ソレノイドの通電により弁体がどちらの方向に回転するかが、副磁極片とこれに対向する多極マグネット部分やそれに隣接する反対の磁極の多極マグネット部分との位置関係ではなく、主磁極片とこれに対向する多極マグネット部分やそれに隣接する反対の磁極の多極マグネット部分との位置関係で定まることとなり、電磁ソレノイドへの通電停止後の弁体の位置を安定して保持するために副磁極片を設けても、その影響で電磁ソレノイドへの通電に伴う弁体の回転方向が変わってしまうことがない。
【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】（ａ）、（ｂ）はこの発明によるロータリ式流路切換弁の電磁アクチュエータ部の断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は図１のパイロット弁の端面図、（ｅ）は（ｄ）のパイロット弁の断面図である。
【図９】図１の主磁極部材と副磁極部材との組み付け関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  弁ハウジング
２  大径円筒部
３  主弁体
５  弁座板
９  パイロット弁
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
４５  ピストンリング溝
４７  ピストンリング
５５  弁ポート
５９  固定吸引子
６３  電磁コイル
６５  主磁極部材
６５ａ  小開口
６６  主磁極片
６９  副磁極部材
６９ａ  ブリッジ片
７０  副磁極片
７１  多極マグネット
７２  Ｎ極部
７４  Ｓ極部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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