(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧側ポートと常時連通の弁室を有し、前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々個別に回転可能に同心配置され、
前記弁室の底面が弁シート面をなして当該弁シート面に前記主弁体と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当該弁シート面のうち前記主弁体との摺接面部に低圧側ポートと第１の流路切換ポートと第２の流路切換ポートとが主弁体回転方向に間隔をおいて形成され、前記弁シート面のうち前記副弁体との摺接面部に前記低圧側ポートと常時連通の圧力バランスポートが形成され、
前記主弁体は、前記弁シート面に開口した流路切換用の内部連通部を有し、第１の回転位置にて前記弁室と前記第１の流路切換ポートとの連通を確立すると共に前記内部連通部によって前記低圧側ポートと第２の流路切換ポートとの連通を確立し、前記第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第２の回転位置にて前記弁室と前記第２の流路切換ポートとの連通すると共に前記内部連通部によって前記低圧側ポートと前記第１の流路切換ポートとの連通を確立し、
前記副弁体は、第３の回転位置と当該第３の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第４の回転位置にて前記圧力バランスポートを閉じ、前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置にて前記圧力バランスポートを開いて前記圧力バランスポートと前記弁室との連通を確立し、
前記主弁体と前記副弁体を所定回転角をもって分割回転駆動する電動機を有し、前記電動機は、ロータに前記主弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位可能に連結され且つ前記副弁体を一体的に連結され、
前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内部連通部の圧力を前記弁室の内圧にする電動式流路切換弁。
【請求項２】
高圧側ポートと常時連通の弁室を有し、前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々個別に回転可能に同心配置され、
前記弁室の底面が弁シート面をなして当該弁シート面に前記主弁体と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当該弁シート面のうち前記主弁体との摺接面部に第１の流路切換ポートと第２の流路切換ポートとが主弁体回転方向に間隔をおいて形成され、前記弁シート面のうち前記副弁体との摺接面部に前記第１の流路切換ポートと常時連通の第１の圧力バランスポートと前記第２の流路切換ポートと常時連通の第２の圧力バランスポートとが副弁体回転方向に間隔をおいて形成され、
前記主弁体は、前記弁シート面に開口した流路切換用の内部閉じ空間部を有し、第１の回転位置にて前記内部閉じ空間部によって前記第２の流路切換ポートを閉じて前記弁室と前記第１の流路切換ポートとの連通を確立し、前記第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第２の回転位置にて前記内部閉じ空間部によって前記第１の流路切換ポートを閉じて前記弁室と前記第２の流路切換ポートとの連通を確立し、
前記副弁体は、第３の回転位置にて前記第２の圧力バランスポートを閉じ、当該第３の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第４の回転位置にて前記第１の圧力バランスポートを閉じ、前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置にて前記第１の圧力バランスポートあるいは前記第２の圧力バランスポートを開いて前記第１の圧力バランスポートあるいは前記第２の圧力バランスポートと前記弁室との連通を確立し、
前記主弁体と前記副弁体を所定回転角をもって分割回転駆動する電動機を有し、前記電動機は、ロータに前記主弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位可能に連結され且つ前記副弁体を一体的に連結され、
前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内部閉じ空間部の圧力を前記弁室の内圧にする電動式流路切換弁。
【請求項３】
前記電動機は、第１のモータ角位置にて前記主弁体を前記第１の回転位置に位置させると共に前記副弁体を前記第３の回転位置に位置させ、当該第１のモータ角位置より正回転方向に所定角度回転した第２のモータ角位置への回転によって前記副弁体を前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置に位置させ、当該第２のモータ角位置にて前記主弁体と係合し、当該第２のモータ角位置より更に正回転方向に所定角度回転した第３のモータ角位置への回転によって前記主弁体を前記第１の回転位置より前記第２の回転位置に位置させると共に前記副弁体を前記第４の回転位置に位置させ、当該第３のモータ角位置より逆回転方向に所定角度回転して前記第２のモータ角位置に戻る際に前記副弁体を前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置に位置させ、更に逆回転方向に所定角度回転して前記第１のモータ角位置に戻ることを特徴とする請求項１または２記載の電動式流路切換弁。
【請求項４】
前記主弁体を前記弁シート面に押し付ける第１の弁ばねと、前記副弁体を前記弁シート面に押し付ける第２の弁ばねとが個別に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の電動式流路切換弁。
【請求項５】
回転中心部に前記副弁体が配置され、当該副弁体の外周側に前記主弁体が配置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載の電動式流路切換弁。
【請求項６】
圧縮機と、凝縮器と、流量調節手段と、蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、
請求項１記載の電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、低圧側ポートが前記圧縮機の吸入ポートに接続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流路切換ポートが前記蒸発器の出口に接続されていることを特徴とする冷蔵庫用の冷凍サイクル装置。
【請求項７】
圧縮機と、凝縮器と、流量調節手段と、蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、
請求項２記載の電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流路切換ポートが前記凝縮器をバイパスするバイパス冷媒通路によって前記蒸発器の入口に直接接続されていることを特徴とする冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置。
【請求項８】
圧縮機と、凝縮器と、冷凍室用流量調節手段と、冷蔵室用流量調節手段と、冷凍室用蒸発器と、冷蔵室用蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、
請求項２記載の電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流路切換ポートがバイパス冷媒通路によって前記冷凍室用蒸発器の入口に直接接続されていることを特徴とする冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動式流路切換弁に関し、特に、空調装置や冷凍・冷蔵庫等の冷凍サイクル装置の冷媒通路の切り換えに使用される電動式の三方向切換弁、四方切換弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ステッピングモータによって主弁体を回転駆動し、主弁体を所定の回転位置に位置させることにより流路切換を行う電動式の四方切換弁として、特開２００１−２９５９５１号公報に示されているようなものがある。
【０００３】
この四方切換弁は、主弁体に形成されている流路切換用の内部連通部に開口する均圧孔（圧力バランスポート）を主弁体の上壁部に貫通形成され、主弁体とステッピングモータのロータとが所定回転角度だけ相対回転変位可能連結され、均圧孔を開閉する副弁体がロータの径方向オフセット位置に固定されている。
【０００４】
この四方切換弁では、ロータの回転により、主弁体の回転に先立って、換言すれば、主弁体の回転による流路切換に先立って副弁体が均圧孔の閉じ位置よりずれ動き、均圧孔を開いて流路切換用の内部連通部の圧力を高圧雰囲気の弁室の内圧にすることが行われる。
【０００５】
これにより、主弁体の回転による流路切換時には、主弁体に作用する圧力差がなくなり、主弁体による流路切換動作の容易性、敏捷性の向上を期待できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の四方切換弁では、副弁体が主弁体の上面に押し付けられることにより均圧孔の締め切りが行われたうえで、副弁体が主弁体の上面を摺動することにより均圧孔の開閉が行われるから、主弁体に作用する圧力差が少ない状態では、副弁体が均圧孔の閉じた位置のまま、副弁体と主弁体との摩擦抵抗によって主弁体が副弁体と共に回転し、均圧位置での主弁体と副弁体との位置関係が確定し難い。しかも、構造上、副弁体と主弁体へのばね付勢荷重を個別の最適値に設定することができず、これらのことにより、安定した性能を得ることが難しい。
【０００７】
また、副弁体のばね付勢荷重は、副弁体の配置位置により、偏心片荷重になり、安定したロータ回転が得にくく、耐久性に問題が生じる。
【０００８】
この発明は、上述の如き問題点を解消するためになされたもので、均圧モードを有する電動式流路切換弁において、安定した性能を得ることができ、しかも、充分な耐久性を有する電動式流路切換弁、およびその電動式流路切換弁を適用された冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置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、この発明による電動式流路切換弁は、高圧側ポートと常時連通の弁室を有し、前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々個別に回転可能に同心配置され、前記弁室の底面が弁シート面をなして当該弁シート面に前記主弁体と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当該弁シート面のうち前記主弁体との摺接面部に低圧側ポートと第１の流路切換ポートと第２の流路切換ポートとが主弁体回転方向に間隔をおいて形成され、前記弁シート面のうち前記副弁体との摺接面部に前記低圧側ポートと常時連通の圧力バランスポートが形成され、前記主弁体は、前記弁シート面に開口した流路切換用の内部連通部を有し、第１の回転位置にて前記弁室と前記第１の流路切換ポートとの連通を確立すると共に前記内部連通部によって前記低圧側ポートと第２の流路切換ポートとの連通を確立し、前記第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第２の回転位置にて前記弁室と前記第２の流路切換ポートとの連通すると共に前記内部連通部によって前記低圧側ポートと前記第１の流路切換ポートとの連通を確立し、前記副弁体は、第３の回転位置と当該第３の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第４の回転位置にて前記圧力バランスポートを閉じ、前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置にて前記圧力バランスポートを開いて前記圧力バランスポートと前記弁室との連通を確立し、前記主弁体と前記副弁体を所定回転角をもって分割回転駆動する電動機を有し、前記電動機は、ロータに前記主弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位可能に連結され且つ前記副弁体を一体的に連結され、前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内部連通部の圧力を前記弁室の内圧にする。
【００１０】
この発明による電動式流路切換弁は、四方切換弁であり、主弁体の回転による流路切換に先立って副弁体が弁シート面に対して回転変位し、この回転変位により圧力バランスポートを開き、主弁体の内部連通部の圧力が弁室の内圧になる。
【００１１】
また、上述の目的を達成するために、この発明による電動式流路切換弁は、高圧側ポートと常時連通の弁室を有し、前記弁室内に主弁体と副弁体とが各々個別に回転可能に同心配置され、前記弁室の底面が弁シート面をなして当該弁シート面に前記主弁体と前記副弁体とが各々摺動可能に当接し、当該弁シート面のうち前記主弁体との摺接面部に第１の流路切換ポートと第２の流路切換ポートとが主弁体回転方向に間隔をおいて形成され、前記弁シート面のうち前記副弁体との摺接面部に前記第１の流路切換ポートと常時連通の第１の圧力バランスポートと前記第２の流路切換ポートと常時連通の第２の圧力バランスポートとが副弁体回転方向に間隔をおいて形成され、前記主弁体は、前記弁シート面に開口した流路切換用の内部閉じ空間部を有し、第１の回転位置にて前記内部閉じ空間部によって前記第２の流路切換ポートを閉じて前記弁室と前記第１の流路切換ポートとの連通を確立し、前記第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第２の回転位置にて前記内部閉じ空間部によって前記第１の流路切換ポートを閉じて前記弁室と前記第２の流路切換ポートとの連通を確立し、前記副弁体は、第３の回転位置にて前記第２の圧力バランスポートを閉じ、当該第３の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した第４の回転位置にて前記第１の圧力バランスポートを閉じ、前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置にて前記第１の圧力バランスポートあるいは前記第２の圧力バランスポートと前記弁室との連通を確立し、前記主弁体と前記副弁体を所定回転角をもって分割回転駆動する電動機を有し、前記電動機は、ロータに前記主弁体を所定の回転角度のみ相対回転変位可能に連結され且つ前記副弁体を一体的に連結され、前記主弁体の回転による流路切換に先立って前記副弁体が前記圧力バランスポートを開き、流路切換用の前記内部閉じ空間部の圧力を前記弁室の内圧にする。
【００１２】
この発明による電動式流路切換弁は、三方切換弁であり、主弁体の回転による流路切換に先立って副弁体が弁シート面に対して回転変位し、この回転変位によって第１の圧力バランスポートあるいは第２の圧力バランスポートを開き、主弁体の内部閉じ空間部の圧力が弁室の内圧になる。
【００１３】
これらの電動式流路切換弁では、前記電動機は、第１のモータ角位置にて前記主弁体を前記第１の回転位置に位置させると共に前記副弁体を前記第３の回転位置に位置させ、当該第１のモータ角位置より正回転方向に所定角度回転した第２のモータ角位置への回転によって前記副弁体を前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置に位置させ、当該第２のモータ角位置にて前記主弁体と係合し、当該第２のモータ角位置より更に正回転方向に所定角度回転した第３のモータ角位置への回転によって前記主弁体を前記第１の回転位置より前記第２の回転位置に位置させると共に前記副弁体を前記第４の回転位置に位置させ、当該第３のモータ角位置より逆回転方向に所定角度回転して前記第２のモータ角位置に戻る際に前記副弁体を前記第３の回転位置と前記第４の回転位置との中間回転位置に位置させ、更に逆回転方向に所定角度回転して前記第１のモータ角位置に戻る。
【００１４】
また、この発明による電動式流路切換弁では、前記主弁体を前記弁シート面に押し付ける第１の弁ばねと、前記副弁体を前記弁シート面に押し付ける第２の弁ばねとを個別に設けることができ、主弁体のばね付勢荷重と副弁体のばね付勢荷重を各々個別の最適値に設定することができる。
【００１５】
この発明による電動式流路切換弁は、好ましくは、回転中心部に前記副弁体が配置され、当該副弁体の外周側に前記主弁体が配置されており、主弁体と副弁体の必要駆動トルク、必要変位量に関して合理性が得られる。
【００１６】
また、上述の目的を達成するために、この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、流量調節手段と、蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、上述の発明によるの四方切換弁タイプの電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、低圧側ポートが前記圧縮機の吸入ポートに接続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流路切換ポートが前記蒸発器の出口に接続されている。
【００１７】
この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置では、電動式流路切換弁による流路切換により、通常の冷却運転時の循環経路（圧縮機→凝縮器→流量調節手段→蒸発器→圧縮機）とは逆の循環経路（圧縮機→蒸発器→流量調節手段→凝縮器→圧縮機）が成立し、圧縮機より高温高圧の冷媒が蒸発器に直接流れる。これにより蒸発器の除霜が行われる。
【００１８】
また、上述の目的を達成するために、この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、流量調節手段と、蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、上述の発明による三方切換弁タイプの電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流路切換ポートが前記凝縮器をバイパスするバイパス冷媒通路によって前記蒸発器の入口に直接接続されている。
【００１９】
この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置では、電動式流路切換弁による流路切換により、通常の冷却運転時の循環経路（圧縮機→凝縮器→流量調節手段→蒸発器→圧縮機）とは異なる凝縮器バイパス循環経路（圧縮機→蒸発器→圧縮機）が成立し、圧縮機より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路によって蒸発器に直接流れる。これにより蒸発器の除霜が行われる。
【００２０】
また、上述の目的を達成するために、この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置は、圧縮機と、凝縮器と、冷凍室用流量調節手段と、冷蔵室用流量調節手段と、冷凍室用蒸発器と、冷蔵室用蒸発器と、これらを接続する冷媒通路を含む冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置において、上述の発明による三方切換弁タイプの電動式流路切換弁を有し、当該電動式流路切換弁の高圧側ポートが前記圧縮機の吐出ポートに接続され、第１の流路切換ポートが前記凝縮器の入口に接続され、第２の流路切換ポートがバイパス冷媒通路によって前記冷凍室用蒸発器の入口に直接接続されている。
【００２１】
この発明による冷凍・冷蔵庫用の冷凍サイクル装置では、電動式流路切換弁による流路切換により、通常の冷却運転時の循環経路（圧縮機→凝縮器→冷凍室用流量調節手段、冷蔵室用流量調節手段→冷凍室用蒸発器、冷蔵室用蒸発器→圧縮機）とは異なる凝縮器バイパス循環経路（圧縮機→冷凍室用蒸発器→圧縮機）が成立し、圧縮機より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路によって蒸発器に直接流れる。これにより冷凍室用蒸発器の除霜が行われる。
【００２２】
【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。
【００２３】
（四方切換弁）
図１〜図４はこの発明による電動式流路切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態を示している。
【００２４】
図１に示されているように、四方切換弁１０は、キャップ形状のロータケース１１と、ロータケース１１の下端縁に気密溶接されてロータケース１１の下部開口を閉じる円盤状の下蓋１２とを有し、ロータケース１１の内側にロータ収容室を兼ねた気密構造の弁室１３を画定している。
【００２５】
下蓋１２には円盤状のベース板１４と弁シート板１５が重合装着されており、弁シート板１５の上面が弁室１３の底面に相当し、この上面が、図３に示されているように、弁シート面１５Ａとなっている。下蓋１２とベース板１４と弁シート板１５は、これらに形成された位置合わせエンボス１２Ａ、１４Ａ、位置合わせ孔１５Ｂの嵌合により、周方向の相対位置を決められている。
【００２６】
下蓋１２とベース板１４と弁シート板１５には、低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣと第２の流路切換ポートＥとが同一半径上に周方向に互いに所定の間隔をおいて貫通形成されており、下蓋１２にはさらに、低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣと第２の流路切換ポートＥと同一半径上に、第２の流路切換ポートＥから周方向に所定の間隔をおいて高圧側ポートＤが貫通形成されている。ここでは、下蓋１２、ベース板１４、弁シート板１５の各々に貫通形成されている各ポート孔を、同一ポートのものについて一括してポートＤ、Ｓ、Ｃ、Ｅで示している。
【００２７】
なお、高圧側ポートＤは、ベース板１４と弁シート板１５に形成された切り欠き部１４Ｂ、１５Ｃに整合し、弁室１３に常時連通している。図１に示されているように、下蓋１２には、高圧側ポートＤ、低圧側ポートＳ、第１の流路切換ポートＣ、第２の流路切換ポートＥの各々に連通接続された継手１６、１７、１８、１９が固定されている。
【００２８】
図３に示されているように、弁シート板１５には圧力バランスポート２０が形成されている。圧力バランスポート２０は、低圧側ポートＳの配置位置より中心側（内側）にあり、ベース板１４に形成された連通孔１４Ｃによって低圧側ポートＳと常時連通している。
【００２９】
図１に示されているように、弁室１３内の弁シート板１５上には主弁体２１と副弁体２２とが各々個別に回転可能に同心配置されている。副弁体２２は、図３に示されているように、略円柱形状をなし、後述するロータ３１の回転中心部に配置され、副弁体２２の外周側にリング状の主弁体２１が配置されている。
【００３０】
換言すれば、弁シート板１５の弁シート面１５Ａに主弁体２１と副弁体２２とが各々摺動可能に当接し、弁シート面１５Ａのうち主弁体２１との摺接面部に低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣと第２の流路切換ポートＥとが主弁体回転方向に等間隔をおいて形成され、弁シート面１５Ａのうち副弁体２２との摺接面部に低圧側ポートＳと常時連通の圧力バランスポート２０が形成されている。
【００３１】
図１に示されているように、主弁体２１は弁シート面１５Ａに開口した流路切換用の円弧状の内部連通部２１Ａを有している。
【００３２】
主弁体２１は、図２（ａ）に示す第１の回転位置にて、第１の流路切換ポートＣを弁室１３に開放して弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通を確立すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳと第２の流路切換ポートＥとの連通を確立する。
【００３３】
主弁体２１は、第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した図２（ｃ）に示す第２の回転位置にて、第２の流路切換ポートＥを弁室１３に開放して弁室１３と第２の流路切換ポートＥとの連通を確立すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣとの連通を確立する。
【００３４】
図３に示されているように、副弁体２２は、弁シート面１５Ａとの対接面（下底面）に２つのポート閉じ突起２２Ａ、２２Ｂ（図２参照）と、脚状突起２２Ｃとを有し、これら突起によって弁シート面１５Ａに摺接し、これ以外の部分では弁シート面１５Ａとの間に間隙２２Ｄ（図１参照）を画定している。間隙２２Ｄは主弁体２１のリング部２１Ｂに形成されている切欠部２１Ｃによって弁室１３に常時連通している。
【００３５】
副弁体２２は、図２（ａ）に示す第３の回転位置にてポート閉じ突起２２Ａによって圧力バランスポート２０を閉じ、第３の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した図２（ｃ）に示す第４の回転位置にてポート閉じ突起２２Ｂによって圧力バランスポートを閉じ、図２（ｂ）、（ｄ）に示す第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置にて圧力バランスポート２０を開いて圧力バランスポート２０と弁室１３との連通を確立する。
【００３６】
図１に示されているように、ロータケース１１内にはステッピングモータ３０のロータ３１が回転可能に設けられている。ステッピングモータ３０は、主弁体２１と副弁体２２を所定回転角をもって分割回転駆動する電動機である。ロータ３１は、外周面部を多極着磁され、ハブ部３１Ａに中心孔３１Ｂを貫通形成されている。中心孔３１Ｂには中心軸３２が貫通している。
【００３７】
中心軸３２は、ロータ３１の中心孔３１Ｂと副弁体２２の中心孔２２Ｅを軸線方向に貫通し、上端３２Ａにてロータケース１１の天井部中心に形成された軸受凹部１１Ａに係合し、下端３２Ｂにてベース板１４、弁シート板１５の中心部に形成された軸受孔１４Ｄ、１５Ｄ（図３参照）に嵌合している。
【００３８】
これにより、ロータ３１と副弁体２２は中心軸３２に案内されて各々自身の中心軸線周りに回転変位する。図３に示されているように、主弁体２１は、リング部２１Ｂによって副弁体２２の外周部に摺動可能に嵌合していることにより、副弁体２２に案内されて自身の中心軸線周りに回転変位する。
【００３９】
副弁体２２は、ロータ嵌合部２２Ｆによってロータ３１の副弁嵌合部３１Ｃに嵌合し、ロータ３１と一体的に連結され、ロータ３１と一体回転する。ロータ３１には２つの係合片３１Ｄ、３１Ｅが所定の回転角偏差をもって形成され、主弁体２１には係合片３１Ｄ、３１Ｅが当接する２つのロータ当接面部２１Ｄ、２１Ｅが所定の回転角偏差をもって形成されている。
【００４０】
ロータ３１の係合片３１Ｄと３１Ｅとの相対的な回転角偏差が、主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄと２１Ｅとの相対的な回転角偏差より大きいことにより、この両回転角偏差の差分に相当する所定の回転角度のみ、ロータ３１と主弁体２１とが相対回転変位可能に連結される。
【００４１】
ロータ３１は、係合片３１Ｄがロータ当接面部２１Ｄに当接することにより、主弁体２１を正回転（図２にて反時計廻り方向の回転）させ、これに対し係合片３１Ｅがロータ当接面部２１Ｅに当接することにより、主弁体２１を逆回転（図２にて時計廻り方向の回転）させる。
【００４２】
ベース板１４にはストッパ片１４Ｅが折曲形成されており、図２（ａ）に示されているように、ストッパ片１４Ｅの一方の面に係合片３１Ｄが当接することにより、ロータ３１の最大逆回転位置が決まり、また、図２（ｃ）に示されているように、ストッパ片１４Ｅの他方の面に係合片３１Ｅが当接することにより、ロータ３１の最大正回転位置が決まる。ロータ３１は、この最大逆回転位置と最大正回転位置との間を正逆回転する。
【００４３】
図１に示されているように、ロータ３１は中心軸３２に係止された止め輪４７によって上方（弁シート面１５Ａより離れる方向）の移動を制限されている。ロータ３１と主弁体２１との間には主弁ばね２３が挟まれており、主弁ばね２３は所定のばね力（ばね付勢荷重）をもって主弁体２１を弁シート面１５Ａに押し付けている。
【００４４】
なお、ロータ３１と主弁ばね２３との間には、ロータ３１と主弁体２１との円滑な相対回転変位可能を保証するために、フッ素樹脂等による高滑性ワッシャ２４が挟まれている。
【００４５】
ロータ３１と副弁体２２との間には副弁ばね２５が挟まれており、副弁ばね２５は所定のばね力（ばね付勢荷重）をもって副弁体２２を弁シート面１５Ａに押し付けている。
【００４６】
ロータケース１１の外周にはステータコイルユニット４６が嵌合装着されている。ステータコイルユニット４６は、ロータケース１１の外周に抜き差し着脱可能に取り付けられており、上下２段の円筒状の巻線部３３、３４および電気絶縁性樹脂製のボビン３５、３６と、各々複数個の磁極歯３７Ａ、３８Ａを櫛歯状に形成された上下の金属製の外凾３７、３８と、各々複数個の磁極歯３９Ａ、４０Ａを櫛歯状に形成された金属製の磁極歯部材３９、４０とを有している。
【００４７】
ステータコイルユニット４６は、更に、下蓋１２に形成されているコイル位置決め凹部１２Ｂに係合する係合爪４１を有する金属製のマウント用ブラケット板４２とを有している。コイル位置決め凹部１２Ｂは、ストッパ片１４Ｅの周方向位置と関連付けられてステッピングモータ３０の磁極数に合わせて下蓋１２の周方向の複数箇所（２０極の場合、５箇所）に形成されており、その一つに係合爪４１が係合する。
【００４８】
ステータコイルユニット４６は、更に、巻線部３３、３４の巻線と導通接続されているリード線４３と、硬質ゴムあるいは合成樹脂製の外カバー４４とを有し、外カバー４４の内側に充填されたエポキシ樹脂やポリウレタン等の電気絶縁性を有する熱硬化性樹脂４５によってポッティング封止されている。
【００４９】
ステッピングモータ３０は、第１のモータ角位置（０パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ片１４Ｅの一方の面に当接し、主弁体２１を第１の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させ（図２（ａ）参照）、この第１のモータ角位置（０パルス位置）より正回転方向に所定角度回転した第２のモータ角位置（１４パルス位置）への回転によって副弁体２２を第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置させる（図２（ｂ）参照）。
【００５０】
この正方向回転における第２のモータ角位置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｄが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄに当接し、ステッピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パルス位置）より更に正回転方向に所定角度回転した第３のモータ角位置（２８パルス位置）への回転によって主弁体２１を第１の回転位置より第２の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第４の回転位置に位置させる（図２（ｃ）参照）。第３のモータ角位置（２８パルス位置）では、ロータ３１の係合片３１Ｅがストッパ片１４Ｅの他方の面に当接する。
【００５１】
ステッピングモータ３０は、第３のモータ角位置（２８パルス位置）より逆回転方向に所定角度回転して第２のモータ角位置（１４パルス位置）に戻る際に、副弁体２２を再び第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置させる（図２（ｄ）参照）。
【００５２】
この逆方向回転における第２のモータ角位置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅに当接し、ステッピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パルス位置）より更に逆回転方向に所定角度回転して第１のモータ角位置（０パルス位置）に戻る回転によって主弁体２１を第２の回転位置より第１の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させる（図２（ａ）参照）。
【００５３】
上述の動作により、主弁体２１の回転による流路切換（第１の回転位置→第２の回転位置の移動、あるいは第２の回転位置→第１の回転位置の移動）に先立って、副弁体２２が第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置し、圧力バランスポート２０が開かれる。これにより、主弁体２１の内部連通部２１Ａの圧力が弁室１３の内圧に等しくなり、その後の主弁体２１の回転が低差圧バランス状態で行われ、ステッピングモータ３０の小型化が可能になる。
【００５４】
上述の構成による四方切換弁１０では、副弁体２２が副弁ばね２５によって弁シート面１５Ａに押し付けられることにより、圧力バランスポート２０の締め切りが行われ、副弁体２２が弁シート面１５Ａに対して摺動することにより、圧力バランスポート２０の開閉が行われるから、主弁体２１に作用する圧力差が少ない状態でも、圧力バランスポート２０の開閉時に、主弁体２１との摩擦抵抗によって副弁体２２が主弁体２１を不必要に回転変位させることがない。これにより、主弁体２１と副弁体２２との位置関係が安定状態で確定する。
【００５５】
また、主弁ばね２３、副弁ばね２５により、主弁体２１と副弁体２２へのばね付勢荷重を個別の最適値に設定することができ、安定した性能を得る。また、副弁体２５のばね付勢荷重が偏心片荷重になることがなく、安定したロータ回転、耐久性を得ることができる。
【００５６】
つぎに、上述の構成による四方切換弁１０の組立手順について説明する。
継手１６〜１９を下蓋１２に挿入し、下蓋１２及びベース板１４を位置合わせエンボス１２Ａ、１４Ａの嵌合によって位置合わせした状態で、これらを組付け、ろう付けする。このろう付け品のエンボス１４Ａに位置合わせ孔１５Ｂを合わせて耐冷媒性接着剤によって弁シート板１５を接着固定する。これにより、図４に示されている弁シート側の組立品が完成する。
【００５７】
つぎに、主弁体２１、主弁ばね２３、高滑性ワッシャ２４、副弁体２２、副弁ばね２５を、ロータ３１の中心孔３１Ｂに挿入した中心軸３２をガイドとして組付ける。中心軸３２の下端３２Ｂを図４に示されている弁シート側の組立品の軸受孔１４Ｄ、１５Ｄに挿入し、その後に、止め輪４７を軸上方より挿入し、中心軸３２の規定位置（止め輪フック部３２Ｃ）に位置決め係止する。
【００５８】
つぎに、上方よりロータケース１１を被せ、ロータケース１１と下蓋１２との全周を気密に溶接する。そしてロータケース１１の外側にステータコイルユニット４６を嵌め、係合爪４１を下蓋１２のコイル位置決め凹部１２Ｂに係合させる。これにより、四方切換弁１０の組立が完成する。
【００５９】
（四方切換弁を使用した冷凍・冷蔵庫）
つぎに、上述の構成による四方切換弁１０を組み込まれた冷凍・冷蔵庫を、図５を参照して説明する。冷凍・冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、流量調節手段としてのキャピラリチューブ１０３と、蒸発器１０４と、四方切換弁１０と、これらを接続する冷媒通路１０５〜１０８を含む。
【００６０】
四方切換弁１０の高圧側ポートＣは圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｄに接続され、低圧側ポートＳを圧縮機１０１の吸入ポート１０１ｓに、第１の流路切換ポートＣを凝縮器１０２に、第２の流路切換ポートＥを蒸発器１０４に各々接続されている。
【００６１】
四方切換弁１０の主弁体２１が第１の回転位置に位置している時には、図５（ａ）に示されているように、圧縮機１０１→四方切換弁１０→凝縮器１０２→キャピラリチューブ１０３→蒸発器１０４→四方切換弁１０→圧縮機１０１の循環経路が成立し、通常の冷却運転が行われる。
【００６２】
冷凍・冷蔵庫は、第１室１１１、第２室１１２、第３室１１３を有し、冷却運転時には、蒸発器１０４より冷気が、ファン１１４によって第１室１１１へ送られて第１室１１１が冷凍室として機能し、また、冷気がダンパ１１５の開閉によって第２室１１２へ送られて第２室１１２が冷蔵室として機能すると共に、第３室１１３が野菜室として機能する。
【００６３】
四方切換弁１０の主弁体２１が第２の回転位置に位置すると、図５（ｂ）に示されているように、圧縮機１０１→四方切換弁１０→蒸発器１０４→キャピラリチューブ１０３→凝縮器１０２→四方切換弁１０→圧縮機１０１の循環経路、すなわち、通常の冷却運転時とは逆の循環経路が成立する。この場合には、圧縮機１０１より高温高圧の冷媒が蒸発器１０４に直接流れ、蒸発器１０４の除霜（デフロスト）が行われる。
【００６４】
つぎに、冷凍・冷蔵庫に使用された四方切換弁１０の動作について説明する。＜イニシャライズ処理＞
ステッピングモータ３０を時計廻り方向（逆回転方向）に規定パルス数励磁する。このとき、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態であれば、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り方向に回転し、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅに当接し、ロータ３１によって主弁体２１が同方向に回転する。規定位置（０パルス位置）で、図２（ａ）に示されているように、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの一方の面に当接して位置出しされる。
【００６５】
差圧が生じていて主弁体２１を回転できない場合には、ステッピングモータ３０の０パルス位置への励磁により、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス位置にて、圧力バランスポート２０が開かれる。
【００６６】
主弁体２１に作用する差圧を低差圧にバランスさせるため、この状態（内部連通路２１Ａと弁室１３との連通のために圧力バランスポート２０が開いた状態）を規定時間維持することで、低差圧、無差圧状態が得られる。
【００６７】
この後に、時計廻り方向に規定パルス数励磁することにより、主弁体２１が規定位置（０パルス位置）に位置することができ、図２（ａ）に示されているように、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの一方の面に当接して位置出しされる。
【００６８】
一般的には、ステッピングモータ３０の現在位置（モータ角位置）、時間が制御用のマイクロコンピュータ等によって管理されているから、このイニシャライズ処理は、起動時（電源投入時）、停電復帰時のみ行われればよい。
【００６９】
＜冷却運転＞
上述したイニシャライズ処理と同じ動作により、０パルス位置（第１のモータ角位置）で、冷却運転状態が得られる。０パルス位置では、図２（ａ）に示されているように、副弁体２２は第３の回転位置に位置して圧力バランスポート２０を閉じ、主弁体２１は、第１の回転位置に位置し、第１の流路切換ポートＣを弁室１３に開放して弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通を確立すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳと第２の流路切換ポートＥとの連通を確立する。
【００７０】
＜デフロスト前バランス＞
冷却運転よりデフロスト運転への移行時に実行される。冷却運転状態において、圧縮機１０１の運転を停止し、ステッピングモータ３０を反時計廻り方向（正回転方向）に１４パルス励磁する（第２のモータ角位置）。この時には、主弁体２１、副弁体２２には差圧が作用しており、ステッピングモータ３０の発生トルクは、主弁体２１を回転できないが、副弁体２２を回転できるように設定されている。
【００７１】
これにより、ロータ３１と共に副弁体２２が反時計廻り方向（正回転方向）に回転し、１４パルス位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図２（ｂ）に示されているように、第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置し、圧力バランスポート２０を開く。これにより、圧力バランスポート２０を通じて弁室１３と低圧側ポートＳ、主弁体２１の内部連通路２１Ａとが連通する。この状態が規定時間保たれることにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になる。
【００７２】
＜デフロスト運転＞
デフロスト前バランス状態からのデフロスト運転への切り換えであり、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になったのち、ステッピングモータ３０を、更に、反時計廻り方向（正回転方向）に１４パルス励磁する（２４パルス位置＝第３のモータ角位置）。
【００７３】
これにより、ロータ３１と一体に副弁体２２が更に反時計廻り方向（正回転方向）に回転すると共に、ロータ３１の係合片３１Ｄが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄを押し、図２（ｃ）に示されているように、副弁体２２は第４の回転位置に位置して圧力バランスポート２０を閉じ、主弁体２１は、第２の回転位置に位置する。
【００７４】
主弁体２１が第２の回転位置に位置することにより、第２の流路切換ポートＥが弁室１３に開放されて弁室１３と第２の流路切換ポートＥとの連通が確立すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳと第１の流路切換ポートＣとの連通が確立する。ここで、圧縮機１０１の運転を再開することで、圧縮機１０１の吐出ガスが蒸発器１０４へ流れ、蒸発器１０４の除霜が行われる。
【００７５】
＜冷却運転前バランス＞
デフロスト運転より冷却運転への移行時に実行される。圧縮機１０１の運転を停止し、ステッピングモータ３０を時計廻り方向（逆回転方向）に１４パルス励磁する（第２のモータ角位置）。この時には、主弁体２１、副弁体２２には差圧が作用しており、ステッピングモータ３０の発生トルクは、主弁体２１を回転できないが、副弁体２２を回転できるように設定されている。
【００７６】
これにより、ロータ３１と一体に副弁体２２が時計廻り方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図２（ｄ）に示されているように、第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置し、圧力バランスポート２０を開く。これにより、圧力バランスポート２０を通じて弁室１３と低圧側ポートＳ、主弁体２１の内部連通路２１Ａとが連通する。この状態が規定時間保たれることにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になる。
【００７７】
＜冷却運転前バランス後の冷却運転＞
主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になったのち、ステッピングモータ３０を、更に、時計廻り方向（逆回転方向）に１４パルス励磁する（０パルス位置＝第１のモータ角位置）。
【００７８】
これにより、ロータ３１と一体に副弁体２２が更に時計廻り方向（逆回転方向）に回転すると共に、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅを押し、図２（ａ）に示されているように、副弁体２２は第３の回転位置に位置して圧力バランスポート２０を閉じ、主弁体２１は第１の回転位置に位置する。
【００７９】
主弁体２１が第１の回転位置に位置することにより、第１の流路切換ポートＣが弁室１３に開放されて弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通が確立すると共に、内部連通部２１Ａによって低圧側ポートＳと第２の流路切換ポートＥとの連通が確立する。
【００８０】
上述の動作により、つぎのように効果が得られる。
（１）副弁体２２による低差圧バランス化は、冷媒のガス状態（吐出位置）で行われるから、冷媒流れ音（騒音）の発生が少ない。
（２）副弁体２２による低差圧バランス化は、次運転（デフロストあるいは冷却運転）へのプラス要因（冷媒エンタルピ）であり、省エネルギに反さない。
（３）主弁体２１の切換動作が低差圧バランス状態で行われるので、ステッピングモータ３０を小型化でき、省電力とすることができる。
【００８１】
（三方切換弁）
図６、図７はこの発明による電動式流路切換弁（三方切換弁）の一つの実施形態を示している。なお、図６、図７において、図１、図２に対応する部分は、図１、図２に付した符号と同一の符号を付けて、その説明を省略し、相違点を中心に説明する。
【００８２】
三方切換弁５０は、四方切換弁１０と同様に、ロータケース１１、下蓋１２、主弁体２１、副弁体２２、ステッピングモータ３０を有している。
【００８３】
弁シート板１５の弁シート面１５Ａのうち、主弁体２１との摺接面部に第１の流路切換ポートＣと第２の流路切換ポートＥとが主弁体回転方向に間隔をおいて形成されている。また、弁シート面１５Ａのうち副弁体２２との摺接面部に第１の流路切換ポートＣと常時連通の第１の圧力バランスポート２０ｃと第２の流路切換ポートＥと常時連通の第２の圧力バランスポート２０ｅとが副弁体回転方向に間隔をおいて形成されている。下蓋１２に開口している高圧側ポートＤは弁室１３に常時連通している。
【００８４】
主弁体２１は、弁シート面１５Ａに開口した流路切換用の内部閉じ空間部２１Ｆを有し、図７（ａ）に示す第１の回転位置にて、内部閉じ空間部２１Ｆによって第２の流路切換ポートＥを閉じて弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通を確立し、第１の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した図７（ｃ）に示す第２の回転位置にて、内部閉じ空間部２１Ｆによって第１の流路切換ポートＣを閉じて弁室１３と第２の流路切換ポートＥとの連通を確立する。
【００８５】
副弁体２２は、弁シート面１５Ａとの対接面（下底面）にポート閉じ突起２２Ａと、脚状突起２２Ｃとを有し、これら突起によって弁シート面１５Ａに摺接し、これ以外の部分では弁シート面１５Ａとの間に間隙２２Ｄ（図６参照）を画定している。間隙２２Ｄは主弁体２１のリング部２１Ｂに形成されている切欠部２１Ｃによって弁室１３に常時連通している。
【００８６】
副弁体２２は、図７（ａ）に示す第３の回転位置にてポート閉じ突起２２Ａによって第２の圧力バランスポート２０ｅを閉じ、第３の回転位置より所定回転角度だけ回転変位した図７（ｃ）に示す第４の回転位置にてポート閉じ突起２２Ａによって第１の圧力バランスポート２０ｃを閉じ、図７（ｂ）、（ｄ）に示す第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置にて第１の圧力バランスポート２０ｃあるいは第２の圧力バランスポート２０ｅを開いて第１の圧力バランスポート２０ｃあるいは第２の圧力バランスポート２０ｅと弁室１３との連通を確立する。
【００８７】
三方切換弁５０においても、ステッピングモータ３０は、第１のモータ角位置（０パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ片１４Ｅの一方の面に当接し、主弁体２１を第１の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させ（図７（ａ）参照）、この第１のモータ角位置（０パルス位置）より正回転方向に所定角度回転した第２のモータ角位置（１４パルス位置）への回転によって副弁体２２を第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置させる（図７（ｂ）参照）。
【００８８】
この正方向回転における第２のモータ角位置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｄが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄに当接し、ステッピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パルス位置）より更に正回転方向に所定角度回転した第３のモータ角位置（２８パルス位置）への回転によって主弁体２１を第１の回転位置より第２の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第４の回転位置に位置させる（図７（ｃ）参照）。第３のモータ角位置（２８パルス位置）では、ロータ３１の係合片３１Ｅがストッパ片１４Ｅの他方の面に当接する。
【００８９】
ステッピングモータ３０は、第３のモータ角位置（２８パルス位置）より逆回転方向に所定角度回転して第２のモータ角位置（１４パルス位置）に戻る際に、副弁体２２を再び第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置させる（図７（ｄ）参照）。
【００９０】
この逆方向回転における第２のモータ角位置（１４パルス位置）にて、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅに当接し、ステッピングモータ３０は、この第２のモータ角位置（１４パルス位置）より更に逆回転方向に所定角度回転して第１のモータ角位置（０パルス位置）に戻る回転によって主弁体２１を第２の回転位置より第１の回転位置に位置させると共に副弁体２２を第３の回転位置に位置させる（図７（ａ）参照）。
【００９１】
上述の動作により、主弁体２１の回転による流路切換（第１の回転位置→第２の回転位置の移動、あるいは第２の回転位置→第１の回転位置の移動）に先立って、副弁体２２が第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置し、第１の圧力バランスポート２０ｃあるいは第２の圧力バランスポート２０ｅが開かれる。これにより、主弁体２１の内部閉じ空間部２１Ｆの圧力が弁室１３の内圧に等しくなり、その後の主弁体２１の回転が低差圧バランス状態で行われ、ステッピングモータ３０の小型化が可能になる。
【００９２】
上述の構成による三方切換弁５０でも、副弁体２２が副弁ばね２５によって弁シート面１５Ａに押し付けられることにより、圧力バランスポート２０の締め切りが行われ、副弁体２２が弁シート面１５Ａに対して摺動することにより、圧力バランスポート２０の開閉が行われるから、主弁体２１に作用する圧力差が少ない状態でも、圧力バランスポート２０の開閉時に、主弁体２１との摩擦抵抗によって副弁体２２が主弁体２１を不必要に回転変位させることがない。これにより、主弁体２１と副弁体２２との位置関係が安定状態で確定する。
【００９３】
また、主弁ばね２３、副弁ばね２５により、主弁体２１と副弁体２２へのばね付勢荷重を個別の最適値に設定することができ、安定した性能を得る。また、副弁体２５のばね付勢荷重が偏心片荷重になることがなく、安定したロータ回転、耐久性を得ることができる。
【００９４】
（三方切換弁を使用した冷凍・冷蔵庫１）
つぎに、上述の構成による三方切換弁５０を組み込まれた冷凍・冷蔵庫を、図８を参照して説明する。冷凍・冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、流量調節手段としてのキャピラリチューブ１０３と、蒸発器１０４と、三方切換弁５０と、これらを接続する冷媒通路１０５〜１０７，１０９を含む。
【００９５】
三方切換弁５０の高圧側ポートＤは圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｄに接続され、第１の流路切換ポートＣを凝縮器１０２に、第２の流路切換ポートＥをバイパス冷媒通路１０９によって蒸発器１０４に各々接続されている。バイパス冷媒通路１０９は凝縮器１０２をバイパスして第２の流路切換ポートＥを蒸発器１０４に直接接続する。
【００９６】
三方切換弁５０の主弁体２１が第１の回転位置に位置している時には、圧縮機１０１→三方切換弁５０→凝縮器１０２→キャピラリチューブ１０３→蒸発器１０４→圧縮機１０１の循環経路が成立し、通常の冷却運転が行われて、蒸発器１０４より冷気が、ファン１１４によって第１室１１１へ送られて第１室１１１が冷凍室として機能し、また、冷気がダンパ１１５の開閉によって第２室１１２へ送られて第２室１１２が冷蔵室として機能すると共に、第３室１１３が野菜室として機能する。
【００９７】
三方切換弁５０の主弁体２１が第２の回転位置に位置すると、圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｄがバイパス冷媒通路１０９に接続され、圧縮機１０１より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路１０９によって蒸発器１０４に直接流れ、蒸発器１０４の除霜（デフロスト）が行われる。
【００９８】
つぎに、冷凍・冷蔵庫に使用された三方切換弁５０の動作について説明する。
＜イニシャライズ処理＞
ステッピングモータ３０を時計廻り方向（逆回転方向）に規定パルス数励磁する。このとき、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態であれば、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り方向に回転し、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅに当接し、ロータ３１によって主弁体２１が同方向に回転する。規定位置（０パルス位置）で、図７（ａ）に示されているように、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの一方の面に当接して位置出しされる。
【００９９】
差圧が生じていて主弁体２１を回転できない場合には、ステッピングモータ３０の０パルス位置への励磁により、ロータ３１と共に副弁体２２が時計廻り方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス位置にて、第１の圧力バランスポート２０ｃおよび第２の圧力バランスポート２０ｅが開かれる。
【０１００】
主弁体２１に作用する差圧を低差圧にバランスさせるため、この状態（内部閉じ空間部２１Ｆと弁室１３との連通のために第２の圧力バランスポート２０ｅが開いた状態）を規定時間維持することで、低差圧、無差圧状態が得られる。
【０１０１】
この後に、時計廻り方向に規定パルス数励磁することにより、主弁体２１が規定位置（０パルス位置）に位置することができ、図７（ａ）に示されているように、ロータ３１の係合片３１Ｄがストッパ１４Ｅの一方の面に当接して位置出しされる。
【０１０２】
＜冷却運転＞
上述したイニシャライズ処理と同じ動作により、０パルス位置（第１のモータ角位置）で、冷却運転状態が得られる。０パルス位置では、図７（ａ）に示されているように、副弁体２２は第３の回転位置に位置して第２の圧力バランスポート２０ｅを閉じ、主弁体２１は、第１の回転位置に位置し、内部閉じ空間部２１Ｆによって第２の流路切換ポートＥを閉じ、第１の流路切換ポートＣを弁室１３に開放して弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通を確立する。
【０１０３】
＜デフロスト前バランス＞
冷却運転よりデフロスト運転への移行時に実行される。冷却運転状態において、圧縮機１０１の運転を停止し、ステッピングモータ３０を反時計廻り方向（正回転方向）に１４パルス励磁する（第２のモータ角位置）。この時には、主弁体２１、副弁体２２には差圧が作用しており、ステッピングモータ３０の発生トルクは、主弁体２１を回転できないが、副弁体２２を回転できるように設定されている。
【０１０４】
これにより、ロータ３１と共に副弁体２２が反時計廻り方向（正回転方向）に回転し、１４パルス位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図７（ｂ）に示されているように、第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置し、第２の圧力バランスポート２０ｅを開く。これにより、第２の圧力バランスポート２０ｅを通じて弁室１３と主弁体２１の内部閉じ空間部２１Ｆとが連通する。この状態が規定時間保たれることにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になる。
【０１０５】
＜デフロスト運転＞
デフロスト前バランス状態からのデフロスト運転への切り換えであり、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になったのち、ステッピングモータ３０を、更に、反時計廻り方向（正回転方向）に１４パルス励磁する（２４パルス位置＝第３のモータ角位置）。
【０１０６】
これにより、ロータ３１と一体に副弁体２２が更に反時計廻り方向（正回転方向）に回転すると共に、ロータ３１の係合片３１Ｄが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｄを押し、図７（ｃ）に示されているように、副弁体２２は第４の回転位置に位置して第１の圧力バランスポート２０ｃを閉じ、主弁体２１は、第２の回転位置に位置する。
【０１０７】
主弁体２１が第２の回転位置に位置することにより、内部閉じ空間部２１Ｆによって第１の流路切換ポートＣが閉じられ、第２の流路切換ポートＥが弁室１３に開放されて弁室１３と第２の流路切換ポートＥとの連通が確立する。ここで、圧縮機１０１の運転を再開することで、圧縮機１０１の吐出ガスが蒸発器１０４へ流れ、蒸発器１０４の除霜が行われる。
【０１０８】
＜冷却運転前バランス＞
デフロスト運転より冷却運転への移行時に実行される。圧縮機１０１の運転を停止し、ステッピングモータ３０を時計廻り方向（逆回転方向）に１４パルス励磁する（第２のモータ角位置）。この時には、主弁体２１、副弁体２２には差圧が作用しており、ステッピングモータ３０の発生トルクは、主弁体２１を回転できないが、副弁体２２を回転できるように設定されている。
【０１０９】
これにより、ロータ３１と一体に副弁体２２が時計廻り方向（逆回転方向）に回転し、１４パルス位置（第２のモータ角位置）で、副弁体２２が図７（ｄ）に示されているように、第３の回転位置と第４の回転位置との中間回転位置に位置し、第１の圧力バランスポート２０ｃを開く。これにより、第１の圧力バランスポート２０ｃを通じて弁室１３と主弁体２１の内部閉じ空間部２１Ｆとが連通する。この状態が規定時間保たれることにより、主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になる。
【０１１０】
＜冷却運転前バランス後の冷却運転＞
主弁体２１に作用する差圧が、低差圧、無差圧状態になったのち、ステッピングモータ３０を、更に、時計廻り方向（逆回転方向）に１４パルス励磁する（０パルス位置＝第１のモータ角位置）。
【０１１１】
これにより、ロータ３１と一体に副弁体２２が更に時計廻り方向（逆回転方向）に回転すると共に、ロータ３１の係合片３１Ｅが主弁体２１のロータ当接面部２１Ｅを押し、図７（ａ）に示されているように、副弁体２２は第３の回転位置に位置して第２の圧力バランスポート２０ｅを閉じ、主弁体２１は第１の回転位置に位置する。
【０１１２】
主弁体２１が第１の回転位置に位置することにより、内部閉じ空間部２１Ｆによって第２の流路切換ポートＥが閉じられ、第１の流路切換ポートＣが弁室１３に開放されて弁室１３と第１の流路切換ポートＣとの連通が確立する。
【０１１３】
上述の動作により、上述した四方切換弁１０の場合と同等の効果が得られる。
【０１１４】
（三方切換弁を使用した冷凍・冷蔵庫２）
つぎに、上述の構成による三方切換弁５０を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の他の実施形態を、図９を参照して説明する。この冷凍・冷蔵庫の冷凍サイクル装置は、冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆと冷蔵室用のキャピラリチューブ１０３Ｒ、冷凍室用の蒸発器１０４Ｆと冷蔵室用の蒸発器１０４Ｒを各々個別に有し、もう一つの三方切換弁６０によって冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆ、蒸発器１０４Ｆの冷媒通路１０６Ｆと、冷蔵室用のキャピラリチューブ１０３Ｒ蒸発器１０４Ｒの冷媒通路１０６Ｒとが切り換えられるようになっている。冷蔵室用の蒸発器１０４Ｒと冷凍室用の蒸発器１０４Ｆとは逆止弁１１６によって接続されている。
【０１１５】
三方切換弁５０の高圧側ポートＣは圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｄに接続され、第１の流路切換ポートＣを凝縮器１０２に、第２の流路切換ポートＥをバイパス冷媒通路１１０によって冷凍室用蒸発器１０４Ｆに各々接続されている。バイパス冷媒通路１１０は凝縮器１０２等をバイパスして第２の流路切換ポートＥを冷凍室用の蒸発器１０４Ｆに直接接続する。
【０１１６】
そして、三方切換弁５０の主弁体２１が第１の回転位置に位置している時には通常の冷却運転が行われて、もう一つの三方切換弁６０が冷蔵室用のキャピラリチューブ１０３Ｒ側に切り換わっていれば、圧縮機１０１→三方切換弁５０→凝縮器１０２→三方切換弁６０→冷蔵室用の蒸発器１０４Ｒ→逆止弁１１６→冷凍室用の蒸発器１０４Ｆ→圧縮機１０１の循環経路が成立し、もう一つの三方切換弁６０が冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆ側に切り換わっていれば、圧縮機１０１→三方切換弁５０→凝縮器１０２→三方切換弁６０→冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆ→冷凍室用の蒸発器１０４Ｆ→圧縮機１０１の循環経路が成立する。
【０１１７】
これにより、もう一つの三方切換弁６０が冷蔵室用のキャピラリチューブ１０３Ｒ側に切り換わっている間は、冷蔵室用の蒸発器１０４Ｒより冷気が、ファン１１４Ｒによって第１室１１１へ送られると共に、冷凍室用の蒸発器１０４Ｆより冷気が、ファン１１４Ｆによって第３室１１３へ送られ、一方、もう一つの三方切換弁６０が冷凍室用のキャピラリチューブ１０３Ｆ側に切り換わっている間は、冷凍室用の蒸発器１０４Ｆより冷気が、ファン１１４Ｆによって第３室１１３へ送られる。よって、第１室１１１が冷蔵室として機能し、第３室１１３が冷凍室として機能すると共に、第２室１１２が野菜室として機能する。
【０１１８】
一方、三方切換弁５０の主弁体２１が第２の回転位置に位置すると、圧縮機１０１の吐出ポート１０１ｄがバイパス冷媒通路１１０に接続され、圧縮機１０１より高温高圧の冷媒がバイパス冷媒通路１１０によって冷凍室用の蒸発器１０４Ｆに直接流れ、蒸発器１０４Ｆの除霜（デフロスト）が行われる。
【０１１９】
【発明の効果】
以上の説明から理解される如く、この発明による電動式流路切換弁によれば、均圧モードを有する電動式流路切換弁として、安定した性能と充分な耐久性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電動式流路切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、この発明による電動式流路切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態の各動作状態を示す要部の平断面図である。
【図３】この発明による電動式流路切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態の要部を示す分解斜視図である。
【図４】この発明による電動式流路切換弁（四方切換弁）の一つの実施形態の弁シート側の組立品を示す斜視図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、この発明による電動式流路切換弁（四方切換弁）を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の一つの実施形態を示すブロック線図である。
【図６】この発明による電動式流路切換弁（三方切換弁）の一つの実施形態を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、この発明による電動式流路切換弁（三方切換弁）の一つの実施形態の各動作状態を示す要部の平断面図である。
【図８】この発明による電動式流路切換弁（三方切換弁）を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の一つの実施形態を示すブロック線図である。
【図９】この発明による電動式流路切換弁（三方切換弁）を組み込まれた冷凍・冷蔵庫の他の実施形態を示すブロック線図である。
【符号の説明】
１０  四方切換弁
１１  ロータケース
１２  下蓋
１３  弁室
１４  ベース板
１５  弁シート板
２０  圧力バランスポート
２０ｃ  第１の圧力バランスポート
２０ｅ  第２の圧力バランスポート
２１  主弁体
２１Ａ  内部連通部
２１Ｆ  内部閉じ空間部
２２  副弁体
２３  主弁ばね
２５  副弁ばね
３０  ステッピングモータ
３１  ロータ
４６  ステータコイルユニット
１０１  圧縮機
１０２  凝縮器
１０３、１０３Ｆ、１０３Ｒ  キャピラリチューブ
１０４  １０４Ｆ、１０４Ｒ  蒸発器
１０９、１１０  バイパス冷媒通路
Ｃ  第１の流路切換ポート
Ｄ  高圧側ポート
Ｅ  第２の流路切換ポート
Ｓ  低圧側ポート
２０  圧力バランスポート
【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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