(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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備える主弁と、前記主弁体を回動させるための流体圧式のアクチュエータとを備え、前記主弁体を回転させることにより、流路が切り換えられるようにされた流路切換弁であって、
前記主弁ハウジングは、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であり、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、前記主弁ハウジング内に回動可能に配在された前記主弁体内に、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、前記アクチュエータにより前記主弁体を回転させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされ、
前記主弁体は、一体回動可能かつ上下動可能な上半部と下半部との二分割構成とされ、前記上半部と前記下半部との間に、それらを相互に逆方向に付勢する付勢手段が介装され、
前記アクチュエータは、前記主弁ハウジングの端面側に、前記主弁に供給される高圧流体が導入される作動室が設けられた本体部を有し、前記作動室に、前記主弁体の回転軸線に垂直な方向に移動可能に受圧移動体が収容されるとともに、前記高圧流体の圧力を利用した前記主弁体の回転軸線に垂直な方向への前記受圧移動体の往復直線運動を前記主弁体の正逆両方向の回転運動に変換する運動変換機構が設けられていることを特徴とする流路切換弁。
【請求項２】
前記運動変換機構は、前記受圧移動体に設けられた駆動ピンと、前記主弁体の回転軸部に設けられ、その外周に形成された係合溝に前記駆動ピンが嵌挿されて前記駆動ピンに連れ回される従動部材とで構成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。
【請求項３】
前記運動変換機構は、前記受圧移動体に形成された駆動歯と、前記主弁体の回転軸部に設けられ、その外周に前記駆動歯に噛合する従動歯が形成された従動部材とで構成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。
【請求項４】
前記作動室には一対の前記受圧移動体が対向するように設けられ、前記一対の受圧移動体は、互いに遠ざかるようにもしくは近づくように協働して移動することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流路切換弁。
【請求項５】
前記一対の受圧移動体のそれぞれに、前記作動室の内周面との間を気密的に封止して前記作動室を容積可変の一側部と他側部と中央部とに仕切るパッキンが装着され、前記本体部に、前記作動室中央部に高圧流体を導入・排出するための中央部ポート、前記作動室一側部と前記作動室他側部のいずれかに高圧流体を導入・排出するための側部ポート、及び、前記作動室一側部と前記作動室他側部とを常時連通する連通管が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の流路切換弁。
【請求項６】
前記アクチュエータは、前記作動室一側部と前記作動室他側部のいずれかに前記側部ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記作動室中央部から前記中央部ポートを介して高圧流体を排出することにより、各受圧移動体を内側へ移動させて前記主弁体を一方向に回転させる内動行程と、前記作動室中央部に前記中央部ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記作動室一側部と前記作動室他側部から前記側部ポートを介して高圧流体を排出することにより、各受圧移動体を外側へ移動させて前記主弁体を他方向に回転させる外動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５に記載の流路切換弁。
【請求項７】
前記内動行程と前記外動行程との切り換えを、前記側部ポートと前記中央部ポート、及び、前記主弁内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６に記載の流路切換弁。
【請求項８】
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の切り換えが行われ、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の切り換え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から７のいずれか一項に記載の流路切換弁。
【請求項９】
前記上側弁シート及び／又は前記下側弁シートに第１、第２、第３及び第４のポートが設けられ、
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連通路と、
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ポート又は第４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ポート又は第２ポートとを連通させる第４連通路とが設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の流路切換弁。
【請求項１０】
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ポートが設けられていることを特徴とする請求項９に記載の流路切換弁。
【請求項１１】
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ていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の流路切換弁。
【請求項１２】
前記複数本の連通路のうちの少なくとも１本は、Ｕ字状又はクランク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１１のいずれか一項に記載の流路切換弁。
【請求項１３】
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１２のいずれか一項に記載の流路切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体を回転させることにより流路の切り換え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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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２２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。
【０００４】
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２２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。
【０００５】
それに対し、暖房運転モードが選択されたときには、図２２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。
【０００６】
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、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（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に所載の四方切換弁は、円筒状胴体（主弁ハウジング）内を区劃片（回転軸部に片持ち支持された板状主弁体）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、流路の切り換え、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、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する流体圧式のアクチュエータ（板状主弁体の回転軸部の延長軸部に片持ち支持された板状体で仕切られた二つ作動室）への高圧冷媒導入・排出をパイロット弁で選択的に行うことによりなされる。
【０００７】
一方、特許文献２には、下水の真空接続管路の開閉を、負圧を利用して作動するシリンダにより行うようにしたロータリー式の真空弁が提案されている。この真空弁は、円筒状の弁箱（主弁ハウジング）内に主弁体が弁軸と偏芯して配置されるとともに、主弁ハウジングの外周部に、汚水の吸込み管に接続される流入口と真空接続管に接続される流出口と流体を通過させるための開口部とが形成され、弁軸の回転操作により主弁体を回転させて真空接続管の流路の開閉を行うようにされ、また、主弁体の回転（すなわち、弁軸の回転）は、主弁ハウジングの上側に対向配置されたシリンダの前記真空接続管に接続された負圧室への負圧の導入によりなされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−８２８３４号公報
【特許文献２】特開２００２−１３６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
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。
【００１０】
すなわち、特許文献１に所載のロータリー式の流路切換弁では、主弁体を回転（流路切換）させるための流体圧式のアクチュエータは、高圧を受ける部分が主弁体の回転軸部の延長軸部に片持ち支持された、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、流路切換の確実性や迅速性にも欠ける嫌いがある。
【００１１】
また、特許文献２に所載の流路切換弁では、主弁体を回転（流路切換）させるためのアクチュエータは、真空接続管に接続された負圧室と大気に連通する大気室との圧力差によりシリンダ内のピストンを一方向に移動させているので、やはり、流路切換の確実性や迅速性に欠ける嫌いがある。
【００１２】
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、高圧に耐えられる十分な強度を確保できて耐久性を向上させることができ、流路切換を確実かつ迅速に行うことができるとともに、ヒートポンプ式冷暖房システム等の高温高圧環境下にも組み込むことのできる流路切換弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、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備える主弁と、前記主弁体を回動させるための流体圧式のアクチュエータとを備え、前記主弁体を回転させることにより、流路が切り換えられるようにされ、前記主弁ハウジングは、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であり、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、前記主弁ハウジング内に回動可能に配在された前記主弁体内に、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、前記アクチュエータにより前記主弁体を回転させることにより、連通するポート間が切り換えられるようにされ、前記主弁体は、一体回動可能かつ上下動可能な上半部と下半部との二分割構成とされ、前記上半部と前記下半部との間に、それらを相互に逆方向に付勢する付勢手段が介装され、前記アクチュエータは、前記主弁ハウジングの端面側に、前記主弁に供給される高圧流体が導入される作動室が設けられた本体部を有し、前記作動室に、前記主弁体の回転軸線に垂直な方向に移動可能に受圧移動体が収容されるとともに、前記高圧流体の圧力を利用した前記主弁体の回転軸線に垂直な方向への前記受圧移動体の往復直線運動を前記主弁体の正逆両方向の回転運動に変換する運動変換機構が設けられていることを特徴としている。
【００１４】
前記運動変換機構は、好ましくは、前記受圧移動体に設けられた駆動ピンと、前記主弁体の回転軸部に設けられ、その外周に形成された係合溝に前記駆動ピンが嵌挿されて前記駆動ピンに連れ回される従動部材とで構成されている。
【００１５】
前記運動変換機構は、好ましくは、前記受圧移動体に形成された駆動歯と、前記主弁体の回転軸部に設けられ、その外周に前記駆動歯に噛合する従動歯が形成された従動部材とで構成されている。
【００１６】
好ましい形態では、前記作動室には一対の前記受圧移動体が対向するように設けられ、前記一対の受圧移動体は、互いに遠ざかるようにもしくは近づくように協働して移動する。
【００１７】
好ましい形態では、前記一対の受圧移動体のそれぞれに、前記作動室の内周面との間を気密的に封止して前記作動室を容積可変の一側部と他側部と中央部とに仕切るパッキンが装着され、前記本体部に、前記作動室中央部に高圧流体を導入・排出するための中央部ポート、前記作動室一側部と前記作動室他側部のいずれかに高圧流体を導入・排出するための側部ポート、及び、前記作動室一側部と前記作動室他側部とを常時連通する連通管が設けられている。
【００１８】
前記アクチュエータは、好ましくは、前記作動室一側部と前記作動室他側部のいずれかに前記側部ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記作動室中央部から前記中央部ポートを介して高圧流体を排出することにより、各受圧移動体を内側へ移動させて前記主弁体を一方向に回転させる内動行程と、前記作動室中央部に前記中央部ポートを介して高圧流体を導入するとともに、前記作動室一側部と前記作動室他側部から前記側部ポートを介して高圧流体を排出することにより、各受圧移動体を外側へ移動させて前記回転駆動体を他方向に回転させる外動行程とを選択的にとり得るように構成されている。
【００１９】
他の好ましい形態では、前記内動行程と前記外動行程との切り換えを、前記側部ポートと前記中央部ポート、及び、前記主弁内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。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る流路切換弁では、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た流体圧式アクチュエータにより、主弁体を回動させるようにされているので、負圧と大気圧との差圧を利用したものに比べて、流路切換を確実かつ迅速に行うことができ、また、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。
【００２１】
また、主弁体を回動させるアクチュエータは、流体圧により受圧移動体を主弁体の回転軸線に垂直な方向に移動させ、この方向の移動を主弁体に伝達して当該主弁体の回転運動に変換する構成なので、従来例のように高圧を受ける部分が主弁体の回転軸部の延長軸部に片持ち支持された、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、高圧を受ける部分（受圧移動体）に、十分な強度を確保でき、耐久性を向上させることができるとともに、十分な強度を確保できることから、受圧面積を大きくすることができ、そのため、流路切換を確実かつ迅速に行うことができる。
【００２２】
また、主弁体を回動させるアクチュエータは、主弁ハウジングの端面側（主弁体の回転軸線方向における端面側）に受圧移動体が収容された作動室が設けられた本体部を有し、流体圧により移動する受圧移動体からの主弁体の回転軸線に垂直な方向の荷重を主弁体の回転軸部に伝達して当該主弁体を回転運動させる構成であり、好ましくは、互いに遠ざかるようにもしくは近づくように協働して移動する一対の受圧移動体からの前記方向の荷重を主弁体の回転軸部に伝達して当該主弁体を回転運動させる構成なので、その本体部を小型化しつつ、主弁体の回動に要する必要トルクを得ることができる。
【００２３】
また、本発明の運動変換機構を備えた流体圧式のアクチュエータは、極めてシンプルな構成であるので、コスト的に有利であるとともに、高温高圧環境下で使用する場合の対策（受圧移動体の肉厚を厚くする等）を容易にとることができ、そのため、本発明に係る流路切換弁は、特に、ヒートポンプ式冷暖房システム等の高温高圧環境下に組み込まれる流路切換弁として費用対効果に極めて優れるものとなる。
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）は、本発明に係る流路切換弁の第１実施例における一側面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示される流路切換弁の上面側配置図、（Ｃ）は、（Ａ）に示される流路切換弁の下面側配置図。
【図２】図１（Ｂ）のＡ−Ａ矢視線に従って部分的に破断した他側面図。
【図３】図１（Ｂ）のＢ−Ｂ矢視線に従って部分的に破断した他側面図。
【図４】図１（Ｂ）のＣ−Ｃ矢視線に従う主弁部分の拡大断面図。
【図５】第１実施例の流路切換弁に設けられたシール面離隔機構の構成及び動作説明に供される拡大断面図。
【図６】（Ａ）は、第１実施例の流路切換弁において主弁体が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例の流路切換弁において主弁体が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図７】（Ａ）は、第１実施例における主弁体の第１層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例における主弁体の第１層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図８】（Ａ）は、第１実施例における主弁体の第２層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例における主弁体の第２層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図９】（Ａ）は、第１実施例における主弁体の第３層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例における主弁体の第３層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図１０】（Ａ）は、第１実施例における主弁体の第４層部材が第１の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図、（Ｂ）は、第１実施例の主弁体の第４層部材が第２の回転位置にある状態を示し、（１）は平面図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図１１】第１実施例の主弁体の上半部と下半部をそれぞれ一体物とした例を示し、（Ａ）は第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は第２の回転位置にある状態をそれぞれ示す断面図。
【図１２】第１実施例の主弁体の上半部と下半部を一体物とした例を示し、（Ａ）は第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は第２の回転位置にある状態をそれぞれ示す断面図。
【図１３】第２実施例の流路切換弁を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態を、（Ｂ）は主弁体が第１の回転位置から時計回りに９０°回転した第２の回転位置にある状態であり、（１）は上面側配置図、（２）は各状態における連通路構成を示す概略図、（３）は下面側配置図。
【図１４】（Ａ）は、第２実施例における主弁体が第１の回転位置にある状態の、（１）第１層部材、（２）第２層部材、（３）第３層部材、（４）第４層部材のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体が第１の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）〜（４）は、（Ａ）の（１）〜（４）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図１５】（Ａ）は、第２実施例における主弁体が第２の回転位置にある状態の、（１）第１層部材、（２）第２層部材、（３）第３層部材、（４）第４層部材のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体が第２の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（１）におけるＵ−Ｕ矢視線、Ｖ−Ｖ矢視線に従う部分断面図、（Ｂ）の（２）及び（３）は、（Ａ）の（２）及び（３）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図、（Ｂ）の（４）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（４）におけるＪ−Ｊ矢視線、Ｋ−Ｋ矢視線に従う部分断面図。
【図１６】第３実施例の流路切換弁を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にある状態であり、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図。
【図１７】本発明に係る流路切換弁の第１実施例におけるアクチュエータ部分（外動行程完了状態）を示す、図２のＤ−Ｄ矢視線に従うアクチュエータ部分の横断面図。
【図１８】図１７のＥ−Ｅ矢視断面図。
【図１９】図１７に示されるアクチュエータの他の状態（内動行程完了状態）を示す横断面図。
【図２０】図１７に示されるアクチュエータに備えら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。
【図２１】図１７に示されるアクチュエータの他の例を示し、（Ａ）は、外動行程完了状態を示す横断面図、（Ｂ）は、内動行程完了状態を示す横断面図、（Ｃ）は、（Ａ）のＦ−Ｆ矢視断面図。
【図２２】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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１は、本発明に係る流路切換弁の第１実施例を示し、（Ａ）は一側面図、（Ｂ）は上面側配置図、（Ｃ）は下面側配置図である。また、図２、図３、図４は、それぞれ図１（Ｂ）のＡ−Ａ矢視線に従って部分的に破断した他側面図、Ｂ−Ｂ矢視線に従って部分的に破断した他側面図、Ｃ−Ｃ矢視線に従う主弁部分の拡大断面図である。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
［主弁の第１実施例］
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２２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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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の上面開口を気密的に封止するようにかしめ固定され、さらにはんだ付け、ろう付け、溶接等により固定された厚肉円板状の上側弁シート１０Ａと、胴部１０Ｃの下面開口を閉塞するように前記上側弁シート１０Ａと同様に前記胴部１０Ｃに固定された厚肉円板状の下側弁シート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１２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。
【００３４】
本実施例では、図２２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）。
【００３５】
前記主弁ハウジング１０における上側弁シート１０Ａの下面（内面）側中央（主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上）には、主弁体２０の上側回転軸部３０Ａ（後述）を回転自在に支持する軸受穴１５Ａが設けられている。また、下側弁シート１０Ｂの下面側中央（すなわち、第３ポート１３と第４ポート１４の間）には、前後方向に延びる突設部１９が設けられ、下側弁シート１０Ｂ及び突設部１９における中央（主弁ハウジング１０の中心線Ｏ上）に、主弁体２０の下側回転軸部３０Ｂ（後述）を回転自在に支持する軸受穴１５Ｂが設けられている。軸受穴１５Ｂ（の内周面）と主弁体２０の下側回転軸部３０Ｂ（の摺動面）との間には、Ｏリング１６が介装されている。
【００３６】
また、下側弁シート１０Ｂの下面側（主弁体２０の回転軸線Ｏ方向の端面側）には、アクチュエータ７の本体部５０が前記突設部１９と一体的に設けられ、突設部１９の下面が、前記本体部５０の作動室５５の上面（ピストンに装着されたパッキンとの摺動面）を形成している（後で詳述）。前記本体部５０は、主弁ハウジング１０の中心線Ｏに垂直な前後方向に延びる中心線Ｑに沿うように第３ポート１３と第４ポート１４の間に設けられ、平面視で主弁ハウジング１０から側方には突出しないようになっている（すなわち、下側弁シート１０Ｂの径内に収まっている）。なお、パイロット弁８０は、流路切換弁１の適宜の位置に配置することができる。
【００３７】
主弁体２０は、短円柱状の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの二分割構成となっている。詳しくは、比較的厚みのある第１層部材２１と該第１層部材２１の下面側に溶接等により一体的に接合された第２層部材２２とで上半部２０Ａが構成され、厚肉円板状の第３層部材２３と該第３層部材２３の下面側に溶接等により一体的に接合された比較的厚みのある第４層部材２４とで下半部２０Ｂが構成されている。
【００３８】
前記上半部２０Ａ（の第２層部材２２）と下半部２０Ｂ（の第３層部材２３）との間に、それらを相互に逆方向に付勢する付勢手段としての４本の圧縮コイルばね２９が縮装されている（図２参照）。４本の圧縮コイルばね２９は、第３層部材２３の上面側の同一円周上に等角度間隔で設けられた４個のばね収納穴２３ｈ（図９参照）に、その一部を上方に突出させた状態で装填されている。
【００３９】
主弁体２０の第１層部材２１の上面側及び第４層部材２４の下面側の平面視同一位置には、主弁体２０の中心線Ｏ（主弁ハウジング１０と共通）を通る断面矩形の横断溝２７、２７が形成されている。この横断溝２７、２７の両端近くには、主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとを一体回動可能かつ上下動可能とすべく、図３に示される如くに、２本の貫通穴２６が形成されるとともに、この２本の貫通穴２６に上下端部が小径とされた棒部材としての段付きの一体回動棒２５がそれぞれ挿入されている。一体回動棒２５の上下の小径部２５ａは、上側回転軸部３０Ａ及び下側回転軸部３０Ｂの角棒部３０ｂ、３０ｄの両端近くに設けられた挿通穴３０ｅ、３０ｆに圧入やかしめ固定等されて嵌挿されている。
【００４０】
主弁体２０の回転軸部は、図２〜４に示される如くに、主弁体２０の本体部分（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）と一体的に挙動可能な上側回転軸部３０Ａと下側回転軸部３０Ｂとに分けられ、それらが前記一体回動棒２５により接続されている。上側回転軸部３０Ａは、前記軸受穴１５Ａに挿入される枢軸部３０ａと、前記横断溝２７に嵌合する、それと長さが略同じで断面矩形の角棒部３０ｂとからなっている。下側回転軸部３０Ｂは、前記軸受穴１５Ｂに挿入される枢軸部３０ｃと、前記横断溝２７に嵌合する、それと長さが略同じで断面矩形の角棒部３０ｄとを有するとともに、前記枢軸部３０ｃは、後述するアクチュエータ７の作動室５５（の作動室中央部５５Ｃ）まで延びていて、その下端に更に小径の駆動軸部３０ｇが連接されている。この駆動軸部３０ｇには、枢軸部３０ｃと駆動軸部３０ｇとで形成される段差部に接当するように運動変換機構５８の一部である従動ディスクが連結固定されるとともに、その先端は、作動室５５を形成する円筒体５１の下面中央に設けられた軸受穴５１Ａに挿入される（図１８参照）。角棒部３０ｂ、３０ｄの両端近くには、前記挿通穴３０ｅ、３０ｆが設けられている。
【００４１】
したがって、上下の回転軸部３０Ａ、３０Ｂと左右の一体回動棒２５、２５は、一体回動可能に井形状ないし矩形状に組まれた枠状体２８を構成しており、この枠状体２８により、運動変換機構５８における受圧移動体６０Ａ、６０Ｂからの荷重が主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）に偏り無く確実に伝達されるとともに、二分割構成とされた主弁体２０（上半部２０Ａ、下半部２０Ｂ）が一体回動棒２５に沿って若干摺動可能とされていることにより、その上下動、傾き、位置ずれ等に柔軟に対応できる。
【００４２】
流路切換にあたり、主弁体２０は、後述するアクチュエータ７により、正逆両方向に回転せしめられ、図６（Ａ）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６（Ｂ）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。
【００４３】
主弁体２０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とを連通させる第２連通路３２とが設けられるとともに、第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第２ポート１２とを連通させる第３連通路３３及び第３ポート１３と第４ポート１４とを連通させる第４連通路３４とが設けられている。
【００４４】
詳細には、前記第１〜第４連通路３１〜３４を構成する、第１〜第４層部材２１〜２４に設けられた各通路部の上面開口又は下面開口は、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、その口径は各ポート１１〜１４の口径と略同じとされ、さらに、第１連通路３１と第２連通路３２は、各ポート１１〜１４の口径と略同じ通路径となっている。
【００４５】
主弁体上半部２０Ａの上部を構成する第１層部材２１には、図７に示される如くに、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂが設けられるとともに、第２層部材２２によりその下面開口が閉塞される、平面視波状の横穴２１Ｅにより結ばれた２つの横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄが設けられている。横穴付き通路部２１Ｃと２１Ｄは、１８０°間隔をあけて配在されており、２つ合わせてＵ字状の比較的容積の大きな連通路（第３連通路３３）を形成する。直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂと横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄとの角度間隔は６０°とされている。
【００４６】
したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂが第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させると、直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂの上面開口が上側弁シート１０Ａにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄの上面開口が第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置する。
【００４７】
主弁体上半部２０Ａの下部を構成する第２層部材２２には、図８に示される如くに、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２２Ａ、２２Ｂが設けられている。直線貫通路部２２Ａ、２２Ｂは第１層部材２１の直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂの真下に位置している。
【００４８】
主弁体下半部２０Ｂの上部を構成する第３層部材２３には、図９に示される如くに、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂが設けられている。直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂは第２層部材２２の直線貫通路部２２Ａ、２２Ｂの真下に位置している。
【００４９】
主弁体下半部２０Ｂの下部を構成する第４層部材２４には、図１０に示される如くに、第１層部材２１と同様に、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂが設けられるとともに、第３層部材２３によりその上面開口が閉塞される、平面視波状の横穴２４Ｅにより結ばれた２つの横穴付き通路部２４Ｃ、２４Ｄが設けられている。直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂは第３層部材２３の直線貫通路部２３Ａ、２３Ｂの真下に位置している。横穴付き通路部２４Ｃと２４Ｄは、１８０°間隔をあけて配在されており、２つ合わせてＵ字状の比較的容積の大きな連通路（第４連通路３４）を形成する。直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂと横孔付き通路部２４Ｃ、２４Ｄとの角度間隔は６０°とされている。
【００５０】
したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂが第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに６０°回転させると、直線貫通路部２４Ａ、２４Ｂの下面開口が下側弁シート１０Ｂにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部２４Ｃ、２４Ｄの下面開口が第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置する。
【００５１】
第１層部材２１と第２層部材２２の２つの部材を合わせて連通路（第３連通路３３）を形成したため、断面視で視て、横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄの間には、横穴２１Ｅ側に膨出した案内部が、中心線Ｏに垂直な方向に比較的長く設けられている。この案内部により、流体（冷媒）がＵ字状に曲がる部分に発生する渦流を防止することができ、また、横穴２１Ｅの口径と各ポート１１〜１４の口径とがほぼ同じ通路径となるので、流路の体積を一様にすることができるため、主弁５内で流体の膨張や縮小が発生せず、圧力損失を低減できる。仮に、後述する３Ｄプリンターを用いずに成形品にて主弁体上半部２０Ａを作成した場合には、前記連通路は、案内部の無い椀型とせざるを得ず、渦流が発生したり、流路の体積を一様にできないため、圧力損失が大きくなる。
【００５２】
前記した各連通路３１、３２、３３、３４の両端部には、図４、図５、図７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３７、３７を持つ凸部３６が突設されている。隣り合う凸部３６、３６（のシール面３７、３７）は連設されて平面視メガネ状を呈するものとなっており、第４層部材２４に設けられた凸部３６（のシール面３７）も同様である。
【００５３】
また、第１連通路３１と第２連通路３２は、図４に示される如くに、主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂとに跨がる分割連通路となっているので、シール性を確保するため、次のような方策が講じられている。すなわち、第１連通路３１を代表して説明するに、第１連通路３１を構成する第２層部材２２の直線貫通路部２２Ａの下部に大径部２２ｃが形成されるとともに、第３層部材２３の直線貫通路部２３Ａの上端に、前記大径部２２ｃに摺動自在に挿入される円筒状部２３ｃが延設され、大径部２２ｃと円筒状部２３ｃとの間にＯリング４９が介装され、当該Ｏリング４９の脱落を防止するワッシャ４９ａが大径部２２ｃの端部に溶接にて接合されている。第２連通路３２も同様な構成となっている。
【００５４】
上記に加え、本実施例では、主弁体２０の第１層部材２１と上側弁シート１０Ａとの間、及び、第４層部材２４と下側弁シート１０Ｂとの間に、主弁体２０の回転時において、主弁体２０側のシール面３７、３７を上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７、１７から離れさせるボール式シール面離隔機構４５が設けられている。
【００５５】
ボール式シール面離隔機構４５は、第１層部材２１と上側弁シート１０Ａとの間に設けられたものが図４、図５に代表例で示されているように、ボール４６と、該ボール４６を、その一部を上下方向に突出させた状態で、回転自在にかつ移動は実質的に阻止した状態で収容する収容部４７と、主弁体２０の回転開始前及び回転終了時においては、主弁体２０側のシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７から離れないように、前記収容部４７から突出する前記ボール４６の一部が嵌め込まれ、主弁体２０の回転時（流路切換中）においては、ボール４６が主弁体２０を押し下げながら転がり出るような寸法形状とされた逆円錐状の凹穴４８とを備えている。なお、収容部４７は、丸穴４７ａと該丸穴４７ａに圧入等により固定された、上部が窄まった筒状抜け止め金具４７ｂとで構成されている。
【００５６】
前記ボール４６が収容された収容部４７は、図７及び図１０の（Ａ）の（１）に示される如くに、主弁体２０の第１層部材２１と第４層部材２４の同一円周上にそれぞれ９０°間隔をあけて４箇所に設けられており、また、凹穴４８は上側弁シート１０Ａと下側弁シート１０Ｂの同一円周上の、平面視で前記収容部４７と同一位置及び該位置から時計回りに６０°離れた位置の計８箇所に設けられている。
【００５７】
かかるシール面離隔機構４５では、主弁体２０の回転開始前及び回転終了時においては、図５（Ａ）に示される如くに、上側弁シート１０Ａの凹穴４８内にボール４６の一部が嵌り込んでいる。この嵌り込み量（上側弁シート１０Ａの弁シート面１７からボール４６の頂上までの高さ）をｈとする。この状態から主弁体２０を６０°回転させ始めると、収容部４７が周方向に移動（回転）し、これに伴ってボール４６は、図５（Ｂ）に示される如くに、主弁体２０（上半部２０Ａ）を、上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの間に縮装された圧縮コイルばね２９の付勢力に抗して、押し下げながら凹穴４８から転がり出る。これによって、主弁体２０のシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７から離れる。この際の主弁体２０の押し下げ量は前記嵌り込み量ｈとなる。
【００５８】
なお、主弁体２０が６０°回転すると、ボール４６が次の凹穴４８に嵌り込むので、主弁体２０（上半部２０Ａ）は圧縮コイルばね２９の付勢力によって押し上げられ、主弁体２０のシール面３７が上側弁シート１０Ａの弁シート面１７に押し付けられる。
【００５９】
以上の説明から理解されるように、主弁体２０が第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる第１連通路３１は、直線貫通路部２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、及び２４Ａで構成される直線状通路となり、また、第２ポート１２と第４ポート１４とを連通させる第２連通路３２は、直線貫通路部２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、及び２４Ｂで構成される直線状通路となる。
【００６０】
それに対し、主弁体２０が第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第２ポート１２とを連通させる第３連通路３３は、主弁体２０の上半部２０Ａに設けられた横穴付き通路部２１Ｃ及び２１Ｄで構成されるＵ字状通路となり、また、第３ポート１３と第４ポート１４とを連通させる第４連通路３４は、主弁体２０の下半部２０Ｂに設けられた横穴付き通路部２４Ｃ及び２４Ｄで構成されるＵ字状通路となる。
【００６１】
上記のように、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間への流路の切り換えが行われ、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間への流路の切り換えが行われる。
【００６２】
本実施例の流路切換弁１を、図２２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。
【００６３】
そして、冷房運転を行う場合には、主弁体２０に図６（Ａ）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６（Ａ）の（２）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。
【００６４】
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６（Ｂ）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、流路の切り換えが行われ、図６（Ｂ）の（２）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。
【００６５】
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、二つの横穴付き通路部２１Ｃ及び２１Ｄ、２４Ｃ及び２４Ｄで構成される第３連通路３３及び第４連通路３４は、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。
【００６６】
また、主弁体２０が上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの二分割構成とされ、上半部２０Ａと下半部２０Ｂはそれぞれ独立して上下動できるようにされるとともに、上半部２０Ａと下半部２０Ｂとの間に圧縮コイルばね２９が縮装されているので、そのばね力により、上半部２０Ａは押し上げられてそのシール面３７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、下半部２０Ｂは押し下げられてそのシール面３７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。
【００６７】
この場合、主弁体２０（上半部２０Ａと下半部２０Ｂ）側に凸部３６が突設されてその端面が環状シール面３７とされていることから、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て、流体（冷媒）が主弁体２０の摺動面から漏れる弁洩れを効果的に抑制できる。
【００６８】
加えて、上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート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。
【００６９】
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。
【００７０】
さらに加えて、本実施例においては、ボール式シール面離隔機構４５により、主弁体２０の回転時（流路切換中）には、主弁体２０の上半部２０Ａが押し下げられるとともに、下半部２０Ｂが押し上げられ、主弁体２０側のシール面３７、３７が上側弁シート１０Ａ及び下側弁シート１０Ｂの弁シート面１７、１７から離されるようにされているので、摺動摩擦がほとんど生じず、そのため、スティックスリップ等を生じ難くでき、摺動部分の摩耗を大幅に抑制することができ、さらに、摩耗が抑制されることから、シール性が向上して弁洩れを効果的に抑えることができる。
【００７１】
また、従来のスライド式主弁体を有する四方切換弁においては、流路の切換時に高圧配管Ｄと低圧配管Ｓとの流路開口面積が急激に変化するため、高圧の冷媒が低圧配管に一気に入り込むことより異音（切換音）が発生する。この異音を防止するために、冷暖房システム側で圧縮機の周波数を徐々に低下させて、高圧配管Ｄと低圧配管Ｓとの圧力差による異音が許容できる程度の差圧になるようにしてから流路の切り換えを行う必要があった。本実施例の流路切換弁１においては、ボール式シール面隔離機構４５により主弁体を弁シート面から嵌り込み量ｈの分だけ浮かせてから切り換えるので、切換直後から一定の流路開口面積を確保でき、高圧配管Ｄと低圧配管Ｓとの間の流路開口面積が急激に変化することがなく、それゆえ上記の異音の発生を抑制できる。また、嵌り込み量ｈを適宜変更することにより、流路切換時の圧縮機の周波数の低下度合を従来の四方切換弁を用いた冷暖房システムより小さくすることもできるし、圧縮機の周波数の低下を行うことなく流路を切り換えることもできる。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
次に、上記した第１実施例の主弁体の変形例について説明する。
【００７５】
図１１は、第１実施例の主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂをそれぞれ一体物とした例を示す。すなわち、上記第１実施例では、第１層部材２１とこれに接合された第２層部材２２とで上半部２０Ａが、また、第３層部材２３とこれに接合された第４層部材２４とで下半部２０Ｂが構成されていたが、本例では、３Ｄプリンター等で上半部２０Ａ及び下半部２０Ｂをそれぞれ始めから一体物として作製したものである。他の構成は、上記第１実施例と同じであり、上記第１実施例と略同様な作用効果が得られる。
【００７６】
図１２は、第１実施例の主弁体２０の上半部２０Ａと下半部２０Ｂを一体物とした例を示す。すなわち、主弁体２０全体（第１〜第４層部材２１〜２４）を、３Ｄプリンター等で始めから一体物として作製したものである。この例のものでは、主弁体２０を上下方向に付勢する手段を設けることができないので、所要のシール性を確保することは難しくなる。
【００７７】
［主弁の第２実施例］
以下、本発明の第２実施例の流路切換弁２を図１３〜１５を参照しながら説明する。
【００７８】
本第２実施例の流路切換弁２は、上記第１実施例の主弁体２０内に設けられる連通路構成が異なるだけで、他の構成は略同じであるので、第１実施例の流路切換弁１との共通部分は図示を簡略化ないし省略し、以下においては、相違点（連通路構成）のみを重点的に説明する。なお、図１３〜図１５において、第１実施例の流路切換弁１の各部に対応する部分には共通の符号が付されている。
【００７９】
図１３の（Ａ）は主弁体２０が第１の回転位置にある状態を示し、（Ｂ）は主弁体２０が、第１の回転位置から時計回りに９０°回転した第２の回転位置にある状態を示しており、（１）は上面側配置図、（２）は各状態における連通路構成を示す概略図、（３）は下面側配置図である。
【００８０】
図１４の（Ａ）は、第２実施例における主弁体２０が第１の回転位置にある状態の、（１）第１層部材２１、（２）第２層部材２２、（３）第３層部材２３、（４）第４層部材２４のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体２０が第１の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）〜（４）は、（Ａ）の（１）〜（４）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図である。
【００８１】
図１５（Ａ）は、主弁体２０が第２の回転位置にある状態の、（１）第１層部材２１、（２）第２層部材２２、（３）第３層部材２３、（４）第４層部材２４のそれぞれの平面図、（Ｂ）は、主弁体２０が第２の回転位置にある状態における連通路構成を示し、（Ｂ）の（１）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（１）におけるＵ−Ｕ矢視線、Ｖ−Ｖ矢視線に従う部分断面図、（Ｂ）の（２）及び（３）は、（Ａ）の（２）及び（３）のＹ−Ｙ矢視線に従う断面図、（Ｂ）の（４）の上段側、下段側は、それぞれ（Ａ）の（４）におけるＪ−Ｊ矢視線、Ｋ−Ｋ矢視線に従う部分断面図である。
【００８２】
本実施例の流路切換弁２を、図２２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、第１実施例とは異なり、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は圧縮機吸入側に接続される吸入側低圧ポートＳ、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は室内熱交換器に接続される室内側入出ポートＥとされる。
【００８３】
そして、本第２実施例の流路切換弁２の主弁体２０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とを連通させる第１連通路４１及び第４ポート１４と第２ポート１２とを連通させる第２連通路４２とが設けられるとともに、第１の回転位置から時計回りに９０°回転した第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第４ポート１４とを連通させる第３連通路４３及び第３ポート１３と第２ポート１２とを連通させる第４連通路４４とが設けられている。
【００８４】
上記第１〜第４連通路４１〜４４を形成するために、主弁体２０を構成する第１〜第４層部材２１〜２４には、それぞれ４個ずつ通路部が設けられており、第１層部材２１に設けられた４個の通路部の上面開口及び第４層部材２４に設けられ４個の通路部の下面開口は、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、その口径は各ポート１１〜１４の口径と略同じとされ、さらに、第１連通路４１と第２連通路４２は、各ポート１１〜１４の口径と略同じ通路径となっている。
【００８５】
主弁体上半部２０Ａの上部を構成する第１層部材２１には、第１実施例の直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂと同様に、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂが設けられる。また、図１５（Ｂ）の（１）の上段側及び下段側に示される如くに、一端部が開口し（上面開口４１ａ、４１ｃ）、下面側全体が開口した横穴付き通路部４１Ｃ、４１Ｄが設けられる。横穴付き通路部４１Ｃ、４１Ｄの上面開口４１ａ、４１ｃは直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂから９０°離れた位置に配在され、また、他端部以外の下面開口は第２層部材２２により閉塞され、第２層部材２２により閉塞されていない他端部（下面開口４１ｂ、４１ｄ）は、直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの中心を結ぶ直線上に配在されている。
【００８６】
したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂが第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させると、直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの上面開口が上側弁シート１０Ａにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部４１Ｄ、４１Ｃの上面開口が第１ポート１１、第２ポート１２の真下に位置する。
【００８７】
主弁体上半部２０Ａの下部を構成する第２層部材２２には、前記した第１層部材２１の直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの中心を結ぶ直線上に所定間隔をあけて４つの直線貫通路部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄが設けられている。直線貫通路部４２Ａ、４２Ｄは、第１層部材２１の直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂの真下に位置している。直線貫通路部４２Ｂは、横穴付き通路部４１Ｃの下面開口４１ｂの真下に位置し、直線貫通路部４２Ｃは、横穴付き通路部４１Ｄの下面開口４１ｄの真下に位置している。
【００８８】
主弁体下半部２０Ｂの上部を構成する第３層部材２３には、第２層部材２２に設けられた４つの直線貫通路部４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ、４２Ｄの真下に、４つの直線貫通路部４３Ａ、４３Ｂ、４３Ｃ、４３Ｄが設けられている。
【００８９】
主弁体下半部２０Ｂの下部を構成する第４層部材２４には、第１実施例の直線貫通路部２１Ａ、２１Ｂと同様に、１８０°間隔をあけて２つの直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂが設けられる。また、図１５（Ｂ）の（４）の上段側及び下段側に示される如くに、一端部が開口し（下面開口４４ａ、４４ｃ）、上面側全体が開口した横穴付き通路部４４Ｃ、４４Ｄが設けられる。横穴付き通路部４４Ｃ、４４Ｄの下面開口４４ａ、４４ｃは直線貫通路部４１Ａ、４１Ｂから９０°離れた位置に配在され、また、他端部以外の上面開口は第３層部材２３により閉塞され、第３層部材２３により閉塞されていない他端部（上面開口４４ｂ、４４ｄ）は、直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂの中心を結ぶ直線上に配在されている。
【００９０】
したがって、主弁体２０が第１の回転位置にあるときには、直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂが第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置し、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させると、直線貫通路部４４Ａ、４４Ｂの下面開口が下側弁シート１０Ｂにより閉塞されるとともに、横穴付き通路部４４Ｄ、４４Ｃの下面開口４４ｃ、４４ａが第３ポート１３、第４ポート１４の真上に位置する。
【００９１】
以上の説明から理解されるように、主弁体２０が第１の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第３ポート１３とを連通させる第１連通路４１は、直線貫通路部４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、及び４４Ａで構成される直線状通路となり、また、第４ポート１４と第２ポート１２とを連通させる第２連通路４２は、直線貫通路部４１Ｂ、４２Ｄ、４３Ｄ、及び４４Ｂで構成される直線状通路となる。
【００９２】
それに対し、主弁体２０が第２の回転位置をとるとき、第１ポート１１と第４ポート１４とを連通させる第３連通路４３は、上から順に横穴付き通路部４１Ｄ→直線貫通路部４２Ｃ→直線貫通路部４３Ｃ→横穴付き通路部４４Ｃで構成されるクランク状通路となる。また、第３ポート１３と第２ポート１２とを連通させる第４連通路４４は、下から順に横穴付き通路部４４Ｄ→直線貫通路部４３Ｂ→直線貫通路部４２Ｂ→横穴付き通路部４１Ｃで構成されるクランク状通路となる。
【００９３】
上記のように、本実施例の流路切換弁２では、主弁体２０を第１の回転位置から時計回りに９０°回転させることにより、第１連通路４１により連通するポート１１−１３間及び第２連通路４２により連通するポート１４−１２間から、第３連通路４３により連通するポート１１−１４間及び第４連通路４４により連通するポート１３−１２間への流路の切り換えが行われ、主弁体２０を第２の回転位置から反時計回りに９０°回転させることにより、第３連通路４３により連通するポート１１−１４間及び第４連通路４４により連通するポート１３−１２間から、第１連通路４１により連通するポート１１−１３間及び第２連通路４２により連通するポート１４−１２間への流路の切り換えが行われる。
【００９４】
本実施例の流路切換弁２を、図２２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んで、冷房運転を行う場合には、主弁体２０に図１３（Ａ）の（１）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１３（Ａ）の（２）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４１→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１４（Ｅ）→直線状の第２連通路４２→吸入側低圧ポート１２（Ｓ）へと流れる。
【００９５】
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９０°回転させて図１３（Ｂ）の（１）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、流路の切り換えが行われ、図１３（Ｂ）の（２）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）→クランク状の第３連通路４３→室内側入出ポート１４（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）→クランク状の第４連通路４４→吸入側低圧ポート１２（Ｓ）へと流れる。
【００９６】
このような構成とされた本実施例の流路切換弁２においても第１実施例とほぼ同様な作用効果が得られる。
【００９７】
［主弁の第３実施例］
図１６は、第３実施例の流路切換弁を示し、（Ａ）は主弁体が第１の回転位置にある状態、（Ｂ）は主弁体が第２の回転位置にある状態であり、（１）は上面側配置図、（２）は（１）のＸ−Ｘ矢視線に従う断面図である。なお、図１６において、第１実施例の流路切換弁１の各部に対応する部分には共通の符号が付されている。
【００９８】
本第３実施例の流路切換弁３は、三方切換弁であり、上記第１実施例の主弁ハウジング１０に設けられている第２ポート１２が無く、第１層部材２１と第２層部材２２とが一体化され（Ｕ字状の連通路（第３連通路３３）を形成する必要がないため）、また、第１実施例における第２連通路３２及び第３連通路３３を構成する直線貫通路部２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂと横穴付き通路部２１Ｃ、２１Ｄ及びそれに付随する部分を削除したものである。
【００９９】
したがって、本第３実施例の流路切換弁３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間から第４連通路３４により連通するポート１３−１４間への流路の切り換えが行われ、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間への流路の切り換えが行われる。
【０１００】
このような構成とされた本実施例の流路切換弁３においても、三方切換弁と四方切換弁との違いはあるが、第１実施例の四方切換弁１とほぼ同様な作用効果が得られる。
【０１０１】
なお、本実施例の三方切換弁３を前述したヒートポンプ式冷暖房システムに使用する場合には、当該三方切換弁３を２個使用して四方切換弁として働かせる、あるいは、冷媒又は冷気・暖気供給先の切り換え（例えば、２室のうちの一方に送るか、他方に送るかの切り換え）等に使用する。
【０１０２】
［アクチュエータの実施例］
次に、図１７〜図２０を参照しながら、前記第１実施例の流路切換弁１における主弁体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。
【０１０３】
本実施例１のアクチュエータ７は、前記主弁５内を流通する高圧流体と低圧流体との差圧を利用した流体圧式のもので、前記主弁ハウジング１０における下面側に設けられた突設部１９に一体的に設けられた本体部５０を有する。本体部５０は、前後方向に延びる中心線Ｑ（主弁体２０の回転軸線Ｏに垂直な方向の中心線）に沿って延びる円筒体５１と、この円筒体５１の両端開口を気密的に封止するように固着されてかしめ固定された、中央に内側へ向かう凸部５２ａ、５２ｂを持つ断面ハット形状の前端面閉塞部材５２Ａ及び後端面閉塞部材５２Ｂとを備え、その内部に、作動室５５が設けられている。作動室５５の上面は、突設部１９の下面により形成される。
【０１０４】
前記作動室５５には、本体部５０の中心線Ｑに沿って摺動可能に一対の受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが収容され、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂに、運動変換機構５８を構成する駆動ピン６４Ａ、６４Ｂが設けられ、作動室５５（の作動室中央部５５Ｃ）に延設された主弁体２０の回転軸部３０Ｂの駆動軸部３０ｇに、運動変換機構５８を構成する従動ディスク６５が連結固定されている。
【０１０５】
詳細には、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂは、平面視略Ｌ形状を有し、前記作動室５５内に対向配置された短円柱状のピストン６１Ａ、６１Ｂを備え、該ピストン６１Ａ、６１Ｂの中心線Ｑから（左右方向に）外れた位置に、前記中心線Ｑに沿って延びる上下一対の支持アーム６３Ａ、６３Ｂが前記ピストン６１Ａ、６１Ｂと一体に設けられ、この上下一対の支持アーム６３Ａ、６３Ｂの先端付近に、上下方向に垂設された棒部材からなる駆動ピン６４Ａ、６４Ｂが溶接・ろう付け等により固着されて支持されている。各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂのピストン６１Ａ、６１Ｂの外周には、作動室５５の内周面との間を気密的に封止して該作動室５５を容積可変の前側部５５Ａと後側部５５Ｂと中央部５５Ｃとに気密的に仕切るパッキン６２Ａ、６２Ｂが装着されており、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂは、そのパッキン６２Ａ、６２Ｂが作動室５５の内周面と摺動しながら直線的に前後方向に移動（往復直線運動）する。一方、駆動軸部３０ｇに固定された従動部材としての円板状の従動ディスク６５は、上下一対の支持アーム６３Ａ、６３Ｂにより挟持されるとともに、前記駆動ピン６４Ａ、６４Ｂに連れ回されるように、その外周面に１８０°間隔をあけて（すなわち、中心線Ｏに対して点対称の位置に）平面視Ｕ字形の係合溝６５Ａ、６５Ｂが形成され、その係合溝６５Ａ、６５Ｂ内に駆動ピン６４Ａ、６４Ｂが摺動自在に嵌挿されている。また、この従動ディスク６５には、径方向に向かって段付きの嵌合溝６６が設けられ、その内部に平面視略矩形状の固定子６７が嵌合されている。従動ディスク６５が駆動軸部３０ｇに取り付けられた状態で、固定子６７が嵌合溝６６に嵌挿され、その固定子６７の平坦な端面が駆動軸部３０ｇに設けられたＤカット面３０ｈに接当することで、従動ディスク６５が、駆動軸部３０ｇに対して設定された角度位置で固定される。
【０１０６】
なお、図１７には、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが最も外側にある状態、すなわち、受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの外側移動限界を規定する前端面閉塞部材５２Ａ及び後端面閉塞部材５２Ｂの凸部５２ａ、５２ｂと接当した状態（外動行程完了状態）が示され、図１９には、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが最も内側にある状態、すなわち、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの支持アーム６３Ａ、６３Ｂ（の先端）が対向する受圧移動体６０Ｂ、６０Ａのピストン６１Ｂ、６１Ａ（の対向面）と接当した状態（内動行程完了状態）が示されている（後で詳述）。すなわち、本実施例では、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの支持アーム６３Ａ、６３Ｂ（の先端）は、対向する受圧移動体６０Ｂ、６０Ａの内側移動限界を規定するストッパとされる。
【０１０７】
また、本体部５０の前端面閉塞部材５２Ａの凸部５２ａに対応する箇所には、作動室前側部５５Ａに高圧流体を導入・排出するための側部ポート５６が設けられるとともに、その中央部（主弁体２０の中心線Ｏに対応する箇所）には、作動室中央部５５Ｃに高圧流体を導入・排出するための中央部ポート５７が設けられ、前端面閉塞部材５２Ａの凸部５２ａに対応する箇所と後端面閉塞部材５２Ｂの凸部５２ｂに対応する箇所とは、連通管５９により接続されている。
【０１０８】
なお、図１に示す例では、側部ポート５６、中央部ポート５７、連通管５９が、本体部５０の下面側に配在されているが、図１７及び図１９では、理解を容易にするため、側部ポート５６、中央部ポート５７、連通管５９が、図１に示す例とは異なる位置（中心線Ｑに対して対向する位置）に配在されている。
【０１０９】
次に、アクチュエータ７の本体部５０内の動作について説明する（四方パイロット弁８０の構成及びそれを用いた動作については後述する）。
【０１１０】
図１７は、作動室中央部５５Ｃに中央部ポート５７を介して高圧流体（高圧冷媒）を導入するとともに、作動室前側部５５Ａから側部ポート５６を介して高圧流体を排出し、作動室後側部５５Ｂから連通管５９、作動室前側部５５Ａ、及び側部ポート５６を介して高圧流体を排出した状態を示している。この状態では、パッキン６２Ａ、６２Ｂより内側の作動室中央部５５Ｃ内が高圧流体で満たされる。
【０１１１】
このような構成のもとで、図１７に示される状態において、作動室前側部５５Ａに側部ポート５６を介して高圧流体を導入するとともに、作動室中央部５５Ｃから中央部ポート５７を介して高圧流体を排出すると、作動室前側部５５Ａと作動室後側部５５Ｂとは連通管５９により流体連通しているので、作動室後側部５５Ｂにも高圧流体が導入され、作動室中央部５５Ｃより作動室前側部５５Ａ及び作動室後側部５５Ｂの方が高圧となるので、図１９に示される如くに、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが互いに近づくように内向きに押されて、受圧移動体６０Ａは後方に摺動し、受圧移動体６０Ｂは前方に摺動し、これに伴って運動変換機構５８の駆動ピン６４Ａは後方に移動し、駆動ピン６４Ｂは前方に移動する。その際、駆動ピン６４Ａ、６４Ｂが従動ディスク６５の係合溝６５Ａ、６５Ｂの内周面に当接して、主弁体２０が周方向に押されることとなり、主弁体２０は一方向（ここでは時計回り）に回転する。なお、駆動ピン６４Ａが後方に、６４Ｂが前方に移動して主弁体２０が回転する際には、各駆動ピン６４Ａ、６４Ｂは、主弁体２０の径方向（Ｕ字形係合溝６５Ａ、６５Ｂの形成方向）に、従動ディスク６５の係合溝６５Ａ、６５Ｂ内を摺動する。各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの支持アーム６３Ａ、６３Ｂの先端が対向する受圧移動体６０Ｂ、６０Ａのピストン６１Ｂ、６１Ａに接当すると、各受圧移動体６０Ｂ、６０Ａの受ける圧力は同等であるので、受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの内側への移動が停止し、主弁体２０の回転も停止する。以下、この行程を内動行程と称し、図１９に示される状態（各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが最も内側にある状態）を内動行程完了状態と称する。
【０１１２】
それに対し、前記内動行程完了状態において、作動室中央部５５Ｃに中央部ポート５７を介して高圧流体を導入するとともに、作動室前側部５５Ａから側部ポート５６を介して高圧流体を排出すると、作動室前側部５５Ａと作動室後側部５５Ｂとは連通管５９により流体連通しているので、作動室後側部５５Ｂからも高圧流体が排出され、作動室前側部５５Ａ及び作動室後側部５５Ｂより作動室中央部５５Ｃの方が高圧となるので、図１７に示される如くに、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが互いに遠ざかるように外向きに押されて、受圧移動体６０Ａは前方に摺動し、受圧移動体６０Ｂは後方に摺動し、これに伴って運動変換機構５８の駆動ピン６４Ａは前方に摺動し、駆動ピン６４Ｂは後方に移動する。その際、駆動ピン６４Ａ、６４Ｂが従動ディスク６５の係合溝６５Ａ、６５Ｂの内周面に当接して、主弁体２０が周方向に押されることとなり、主弁体２０が他方向（ここでは反時計回り）に回転する。各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの前後端（ピストン６１Ａ、６１Ｂ）が前端面閉塞部材５２Ａ及び後端面閉塞部材５２Ｂの凸部５２ａ、５２ｂに接当すると、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの外側への移動が停止し、主弁体２０の回転も停止する。以下、この行程を外動行程と称し、図１７に示される状態（各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが最も外側にある状態）を外動行程完了状態と称する。
【０１１３】
本実施例では、この回転角度は６０°とされ、前述したように主弁体２０が流路切換に必要とする回転角度である。
【０１１４】
前記外動行程完了状態において各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂに内動行程をとらせることにより、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如くの流路切換が行われ、それとは逆に、前記内動行程完了状態において各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂに外動行程をとらせることにより、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如くの流路切換が行われる。
【０１１５】
本実施例では、前記流路切換、すなわち、内動行程と外動行程との切り換えを、前記側部ポート５６と中央部ポート５７、及び、高圧部分である第１ポート１１（吐出側高圧ポートＤ）と低圧部分である第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳ）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（図１（Ａ）参照）。
【０１１６】
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２０に示される如くに、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との間にその右端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おり、ガイドパイプ８６の右端部は、吸引子８４の外周段丘部に溶接等により固定されている。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（図では左方）に付勢する圧縮コイルばね８７が縮装されている。
【０１１７】
ガイドパイプ８６の内面には、その内端面が弁座（シート面）９２とされ、その右端面（プランジャ８５側の面）がプランジャ８５の吸引子８４から離れる方向の移動を規制するストッパとされる断面かまぼこ形の弁座ブロック８３が固着されている。また、ガイドパイプ８６の左端面開口（吸引子８４側とは反対側の端面開口）には、取付穴を有する蓋部材８１が溶接・ろう付け・かしめ等により気密的に取着されており、蓋部材８１とプランジャ８５とガイドパイプ８６とで囲まれる領域が弁室８８となっている。
【０１１８】
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の左右方向の移動に伴って摺動するようになっている。
【０１１９】
前記弁座９２には、左から順にポート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、それぞれガイドパイプ８６の側壁に設けられた開口を通して気密的に挿着されている。
【０１２０】
また、蓋部材８１には、弁室８８に連通するように細管９５ｄの一端部が取付穴を通して気密的に挿着されている。
【０１２１】
細管９５ａの他端部は、本体部５０の側部ポート５６を介して作動室前側部５５Ａに接続され、細管９５ｂの他端部は、低圧部分である第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳ）に接続され、細管９５ｃの他端部は、本体部５０の中央部ポート５７を介して作動室中央部５５Ｃに接続され、細管９５ｄの他端部は、高圧部分である第１ポート１１（吐出側高圧ポートＤ）に接続され、すなわち、この弁室８８は、細管９５ｄを介して高圧部分である吐出側高圧ポートＤに常時連通するようになっている。
【０１２２】
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、コイル８２ａへの通電ＯＦＦ時には、図２０（Ａ）に示される如くに、プランジャ８５は圧縮コイルばね８７の付勢力により、その左端が弁座ブロック８３に接当する位置まで押されている。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、第１ポート１１（吐出側高圧ポートＤ）内の高圧流体が細管９５ｄ→弁室８８→ポートｃ→細管９５ｃ→中央部ポート５７を介して作動室中央部５５Ｃに導入されるとともに、作動室前側部５５Ａの高圧流体が側部ポート５６→細管９５ａ→ポートａ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳ）へと流れて排出され、作動室後側部５５Ｂの高圧流体が連通管５９→作動室前側部５５Ａ→側部ポート５６→細管９５ａ→ポートａ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳ）へと流れて排出される。
【０１２３】
それに対し、コイル８２ａへの通電をＯＮにすると、図２０（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、その右端が吸引子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、第１ポート１１（吐出側高圧ポートＤ）内の高圧流体が細管９５ｄ→弁室８８→ポートａ→細管９５ａ→側部ポート５６を介して作動室前側部５５Ａに導入され、更に連通管５９を介して作動室後側部５５Ｂに導入されるとともに、作動室中央部５５Ｃの高圧流体が中央部ポート５７→細管９５ｃ→ポートｃ→凹部９３→ポートｂ→細管９５ｂ→第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳ）へと流れて排出される。
【０１２４】
したがって、コイル８２ａへの通電をＯＦＦにすると、前記外動行程がとられ、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一方、コイル８２ａへの通電をＯＮにすると、前記内動行程がとられ、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。
【０１２５】
このように、本実施例の流路切換弁１においては、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５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。なお、本実施例のアクチュエータ７よる流路切換は、電動モータ＋減速機で行う流路切換より素早く行うことができる。
【０１２６】
また、主弁体２０を回動させるアクチュエータ７は、流体圧により受圧移動体６０を前後方向（主弁体の回転軸線に垂直な方向）に移動させ、この前後方向の移動を主弁体２０に伝達して当該主弁体２０の回転運動に変換する構成であるので、従来例のように高圧を受ける部分が主弁体の回転軸部の延長軸部に片持ち支持された、板厚に対して受圧面積の大きな板状体であるものに比して、高圧を受ける部分（受圧移動体６０）に、十分な強度を確保でき、耐久性を向上させることができるとともに、十分な強度を確保できることから、受圧面積を大きくでき、そのため、流路切換を確実かつ迅速に行うことができる。
【０１２７】
また、主弁体２０を回動させるアクチュエータ７は、主弁ハウジング１０の端面側（主弁体２０の回転軸線Ｏ方向における端面側）に受圧移動体６０Ａ、６０Ｂが収容された作動室５５が設けられた本体部５０を有し、流体圧により移動する受圧移動体６０Ａ、６０Ｂからの前後方向の荷重を主弁体２０の回転軸部３０Ｂに設けられた従動ディスク６５に伝達して当該主弁体２０を回転運動させる構成であり、特に、互いに遠ざかるようにもしくは近づくように協働して移動する一対の受圧移動体６０Ａ、６０Ｂからの前後方向の荷重を従動ディスク６５に伝達して当該主弁体２０を回転運動させる構成なので、同じ受圧面積で２倍の荷重を得ることができ、その本体部５０を小型化しつつ、主弁体２０の回動に要する必要トルクを確実に得ることができる。
【０１２８】
上記に加え、本実施例の運動変換機構５８を備えた流体圧式のアクチュエータは、極めてシンプルな構成であるので、コスト的に有利であるとともに、高温高圧環境下で使用する場合の対策（受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの肉厚を厚くする等）を容易にとることができ、そのため、本実施例の流路切換弁１は、特に、ヒートポンプ式冷暖房システム等の高温高圧環境下に組み込まれる流路切換弁として費用対効果に極めて優れるものとなる。
【０１２９】
［アクチュエータの変形例］
図２１は、アクチュエータの変形例を示す。図示例のアクチュエータ８は、基本構成は上記アクチュエータ７と同様に、本体部５０、側部ポート５６、中央部ポート５７、連通管５９、受圧移動体６０Ａ、６０Ｂ、四方パイロット弁８０等（符号は共通）を備えているが、本例のアクチュエータ８では、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂと主弁体２０との間で、高圧流体の圧力を利用した各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの往復直線運動を主弁体２０の正逆両方向の回転運動に変換する運動変換機構５８がラックピニオン式で構成されている。
【０１３０】
詳細には、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの中心線Ｑと平行に（且つ中心線Ｑに対して反対の位置で）延びるアーム６３Ｃ、６３Ｄの表面（主弁体２０の回転軸部３０Ｂの駆動軸部３０ｇ側の表面）にラックギアとしての駆動歯６４Ｃ、６４Ｄが形成され、駆動軸部３０ｇにピニオンギアとしての従動歯６５Ｃが外周に形成された従動部材としての従動ディスク６５が連結固定され、前記従動歯６５Ｃに前記駆動歯６４Ｃ、６４Ｄが噛合することで前記運動変換機構５８が構成されている。図示例では、各受圧移動体６０Ａ、６０Ｂの駆動歯６４Ｃ、６４Ｄは、主弁体２０の中心線Ｏに対して点対称となる位置で従動歯６５Ｃに噛合している。なお、駆動歯６４Ｃ、６４Ｄや従動歯６５Ｃの長さ（言い換えれば、従動ディスク６５の外径）は、主弁体２０が流路切換に必要とする回転角度により決定される。
【０１３１】
したがって、本実施例２では、駆動ピン６４Ａ、６４Ｂやその係合溝６５Ａ、６５Ｂへの嵌込工程は不要とされる。そのため、構成が簡素化され、コスト的には有利である。
【０１３２】
なお、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。
【０１３３】
また、主弁ハウジング１０、主弁体２０等の素材としては、アルミやステンレス等が用いられるが、それに限られることはなく、その他の金属、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。
【０１３４】
また、作動室前側部５５Ａと作動室後側部５５Ｂを連通管５９により接続することなく、作動室前側部５５Ａと作動室後側部５５Ｂのそれぞれにポートを設け、作動室前側部５５Ａと作動室後側部５５Ｂの各ポートに接続された細管を連結してポートａに連通させ、第１ポート１１（吐出側高圧ポートＤ）内の高圧流体を作動室前側部５５Ａ及び作動室後側部５５Ｂにそれぞれ個別に導入したり、作動室前側部５５Ａ及び作動室後側部５５Ｂのそれぞれから高圧流体を第４ポート１４（吸入側低圧ポートＳ）へ個別に排出してもよいことは勿論である。
【符号の説明】
【０１３５】
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
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  シート面
２０  主弁体
２０Ａ  上半部
２０Ｂ  下半部
２１  第１層部材
２２  第２層部材
２３  第３層部材
２４  第４層部材
２５  一体回動棒
２６  貫通穴
２７  横断溝
２８  枠状体
２９  圧縮コイルばね
３０Ａ  上側回転軸部
３０Ｂ  下側回転軸部
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
３７  シール面
４１  第１連通路
４２  第２連通路
４３  第３連通路
４４  第４連通路
４５  ボール式シール面離隔機構
５０  本体部
５２Ａ  前端面閉塞部材
５２Ｂ  後端面閉塞部材
５５  作動室
５５Ａ  作動室前側部
５５Ｂ  作動室後側部
５５Ｃ  作動室中央部
５６  側部ポート
５７  中央部ポート
５８  運動変換機構
５９  連通管
６０Ａ、６０Ｂ  受圧移動体
６１Ａ、６１Ｂ  ピストン
６２Ａ、６２Ｂ  パッキン
６４Ａ、６４Ｂ  駆動ピン
６５  従動ディスク（従動部材）
６５Ａ、６５Ｂ  係合溝
８０  四方パイロット弁
８１  蓋部材
８３  弁座ブロック
８５  プランジャ
８８  弁室
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、９５ｄ  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
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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