(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ハウジング内に収容された弁体を、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間で回転させることにより、前記弁ハウジングに固着されて前記弁体の一方の端面に臨む弁座板の高圧側ポートの連通先が、該弁体の一方の端面の高圧側連絡溝によって、前記弁座板の第一の切換ポートと第二の切換ポートとのうち一方の切換ポートから他方の切換ポートに切り換えられると共に、前記弁座板の低圧側ポートの連通先が、前記弁体の一方の端面の前記高圧側連絡溝から隔離された低圧側連絡溝によって、前記他方の切換ポートから一方の切換ポートに切り換えられ、前記第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間での前記弁体の回転が、前記弁座板から前記弁体の一方の端面を離間させつつ行われるロータリ式流路切換弁において、
前記弁体の一方の端面には第一高圧流体噴出用スリット溝が形成されていて、前記弁体の前記第一の流路切換位置において前記高圧側ポート寄りに位置する該弁体の回転方向における前記高圧側連絡溝の一方の端部が、前記第一高圧流体噴出用スリット溝を介して前記弁体の外周に開放されていると共に、
前記弁体の一方の端面には、前記第一高圧流体噴出用スリット溝とは隔離された第二高圧流体噴出用スリット溝が形成されていて、前記弁体の前記第二の流路切換位置において前記高圧側ポート寄りに位置する該弁体の回転方向における前記高圧側連絡溝の他方の端部が、前記第二高圧流体噴出用スリット溝を介して前記弁体の外周に開放されており、
前記高圧側連絡溝の底面には突条による隔壁が設けられていて、
前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の一方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、該高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後の前記高圧流体が、前記隔壁により前記第二高圧流体噴出用スリット溝側よりも前記第一高圧流体噴出用スリット溝側に多く導かれ、該第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第一の流れの勢いが、前記第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第二の流れの勢いに勝って、前記第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により、前記弁体に前記第二の流路切換位置から前記第一の流路切換位置に向かう回転力が付与され、
前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の他方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、該高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後の前記高圧流体が、前記隔壁により前記第一高圧流体噴出用スリット溝側よりも前記第二高圧流体噴出用スリット溝側に多く導かれ、該第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の前記第二の流れの勢いが、前記第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の前記第一の流れの勢いに勝って、前記第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により、前記弁体に前記第一の流路切換位置から前記第二の流路切換位置に向かう回転力が付与される、
ことを特徴とするロータリ式流路切換弁。
【請求項２】
前記弁ハウジングの内周と前記弁体の外周との間には、前記高圧側ポートと連通する弁外通路が画成されていると共に、前記弁体の他方の端面と前記弁ハウジングとの間には、前記弁外通路と連通する圧力室が画成されており、前記弁体の前記一方の端面には、前記高圧側連絡溝を前記弁体の外周に開放させるゲート部が形成されていて、前記弁体の内部には、前記低圧側連絡溝と前記圧力室とを前記弁外通路よりも大きい通流量で連通させるパイロット通路が形成されており、前記弁ハウジング内に設けられたパイロット弁が前記パイロット通路を閉止することで、前記高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後、前記ゲート部と前記弁外通路とを介して前記圧力室に流入する高圧流体により、前記弁体が前記弁座板側に付勢されると共に、前記パイロット弁が前記パイロット通路を開放することで、前記圧力室の圧力が低下し前記弁座板側への前記弁体の付勢力が解消して、前記弁体が前記弁座板から離間するように構成されており、前記前記第一高圧流体噴出用スリット溝及び前記第二高圧流体噴出用スリット溝は、前記弁体の回転軸方向において前記ゲート部を上回る寸法で各々形成されていて、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の一方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、前記ゲート部を介して前記高圧側連絡溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第三の流れの勢いに、前記高圧流体の前記第一の流れの勢いが勝り、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の他方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、前記高圧流体の前記第三の流れの勢いに前記高圧流体の前記第二の流れの勢いが勝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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、四方弁型の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、冷暖房の切換に使用される四方弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
高圧側連絡溝や低圧側連絡溝弁が端面に形成された弁体を、ハウジング内で第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間で回転させることにより、弁ハウジングに固着され弁体の端面に接触する弁座板の低圧側ポートの接続先を、弁座板の第一及び第二の二つの切換ポートのうち一方の切換ポートから他方の切換ポートに切り換えると共に、弁座板の高圧側ポートの接続先を弁座板の他方の切換ポートから一方の切換ポートに切り換えるロータリ式流路切換弁として、本出願人は過去に、弁体を軸方向に貫通するパイロット通路の開閉により、弁の切換動作の際に弁座板から弁体の端面を離間させる流路切換弁を提案した。
【０００３】
上述した本出願人の提案による四方弁は、従来のロータリ式流路切換弁のように圧縮機を止めなくても、弁の切換動作の際に高圧側ポートと低圧側ポートとが連通して両者の流体圧力が均圧化されることから、切換後の冷房又は暖房運転を短時間で立ち上げることができ、しかも、弁の切換動作の際に弁体の端面が弁座板から離間することから、回転当初の弁座板に対する静摩擦力や、回転中の弁座板との間の摺動抵抗がなくなる分、小さい力で弁体を回転させることができる点で、従来の四方弁よりも優れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した本出願人の提案による四方弁では、圧縮機を止めずに弁の切換動作を行うことから、弁の切換動作の際には、弁座板とこの弁座板から離間した弁体の端面との間に空間が画成されて、この空間に高圧流体が充満し、この高圧流体の圧力により弁体が弁座板から離間する方向に付勢されることになる。
【０００５】
従って、弁座板から離間した弁体は、弁ハウジング内の何らかの部材等に接触して弁座板から離間する方向への移動量を規制され、この部材等に押し付けられることとなる。
【０００６】
このため、弁座板とこの弁座板から離間した弁体の端面との間に画成される空間の流体圧が高すぎると、その影響で、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間を回転移動し始めた弁体が、弁座板から離間する方向への移動量を規制する部材等との接触抵抗により回転の途中の段階で停止し、弁体の回転が不十分に終わるおそれがある。
【０００７】
しかも、弁の切換動作の際に、弁座板の高圧側ポートから弁体の端面と弁座板との間の空間に噴出する高圧流体は、単純に低圧側ポートに向かうかというとそうではなく、弁体の端面に形成された高圧側連絡溝や低圧側連絡溝の存在により乱流を起こすので、この流体の乱流の影響で、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間を回転移動し始めた弁体が、回転方向とは反対側への回転力を受けて回転の途中の段階で停止し、弁体の回転が不十分に終わるおそれがある。
【０００８】
この発明は、上述の如き事情に着目してなされたものであり、回転による弁体の切換動作を、弁座板から弁体を離間させた状態で行う場合であっても、外部から弁体に付与する回転力を上げることなく確実に行わせることが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、弁ハウジング内に収容された弁体を、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間で回転させることにより、前記弁ハウジングに固着されて前記弁体の一方の端面に臨む弁座板の高圧側ポートの連通先が、該弁体の一方の端面の高圧側連絡溝によって、前記弁座板の第一の切換ポートと第二の切換ポートとのうち一方の切換ポートから他方の切換ポートに切り換えられると共に、前記弁座板の低圧側ポートの連通先が、前記弁体の一方の端面の前記高圧側連絡溝から隔離された低圧側連絡溝によって、前記他方の切換ポートから一方の切換ポートに切り換えられ、前記第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間での前記弁体の回転が、前記弁座板から前記弁体の一方の端面を離間させつつ行われるロータリ式流路切換弁において、前記弁体の一方の端面には第一高圧流体噴出用スリット溝が形成されていて、前記弁体の前記第一の流路切換位置において前記高圧側ポート寄りに位置する該弁体の回転方向における前記高圧側連絡溝の一方の端部が、前記第一高圧流体噴出用スリット溝を介して前記弁体の外周に開放されていると共に、前記弁体の一方の端面には、前記第一高圧流体噴出用スリット溝とは隔離された第二高圧流体噴出用スリット溝が形成されていて、前記弁体の前記第二の流路切換位置において前記高圧側ポート寄りに位置する該弁体の回転方向における前記高圧側連絡溝の他方の端部が、前記第二高圧流体噴出用スリット溝を介して前記弁体の外周に開放されており、前記高圧側連絡溝の底面には突条による隔壁が設けられていて、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の一方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、該高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後の前記高圧流体が、前記隔壁により前記第二高圧流体噴出用スリット溝側よりも前記第一高圧流体噴出用スリット溝側に多く導かれ、該第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第一の流れの勢いが、前記第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第二の流れの勢いに勝って、前記第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により、前記弁体に前記第二の流路切換位置から前記第一の流路切換位置に向かう回転力が付与され、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の他方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、該高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後の前記高圧流体が、前記隔壁により前記第一高圧流体噴出用スリット溝側よりも前記第二高圧流体噴出用スリット溝側に多く導かれ、該第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の前記第二の流れの勢いが、前記第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の前記第一の流れの勢いに勝って、前記第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により、前記弁体に前記第一の流路切換位置から前記第二の流路切換位置に向かう回転力が付与されることを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明によるロータリ式流路切換弁は、前記弁ハウジングの内周と前記弁体の外周との間には、前記高圧側ポートと連通する弁外通路が画成されていると共に、前記弁体の他方の端面と前記弁ハウジングとの間には、前記弁外通路と連通する圧力室が画成されており、前記弁体の前記一方の端面には、前記高圧側連絡溝を前記弁体の外周に開放させるゲート部が形成されていて、前記弁体の内部には、前記低圧側連絡溝と前記圧力室とを前記弁外通路よりも大きい通流量で連通させるパイロット通路が形成されており、前記弁ハウジング内に設けられたパイロット弁が前記パイロット通路を閉止することで、前記高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後、前記ゲート部と前記弁外通路とを介して前記圧力室に流入する高圧流体により、前記弁体が前記弁座板側に付勢されると共に、前記パイロット弁が前記パイロット通路を開放することで、前記圧力室の圧力が低下し前記弁座板側への前記弁体の付勢力が解消して、前記弁体が前記弁座板から離間するように構成されており、前記前記第一高圧流体噴出用スリット溝及び前記第二高圧流体噴出用スリット溝は、前記弁体の回転軸方向において前記ゲート部を上回る寸法で各々形成されていて、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の一方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、前記ゲート部を介して前記高圧側連絡溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第三の流れの勢いに、前記高圧流体の前記第一の流れの勢いが勝り、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の他方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、前記高圧流体の前記第三の流れの勢いに前記高圧流体の前記第二の流れの勢いが勝ることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項１に記載の発明によるロータリ式流路切換弁では、弁体が第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向けて回転駆動され、これに伴って、隔壁よりも高圧側連絡溝の一方の端部寄りに相対的に位置していた高圧側ポートが、隔壁よりも高圧側連絡溝の他方の端部寄りに相対的に位置するようになると、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第一の流れの勢いが、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第二の流れの勢いを上回って、弁体に、第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向かう方向の回転力が生じる。
【００１２】
一方、弁体が第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向けて回転駆動され、これに伴って、隔壁よりも高圧側連絡溝の他方の端部寄りに相対的に位置していた高圧側ポートが、隔壁よりも高圧側連絡溝の一方の端部寄りに相対的に位置するようになると、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第二の流れの勢いが、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第一の流れの勢いを上回って、弁体に、第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向かう方向の回転力が生じる。
【００１３】
従って、弁体は、第一及び第二のいずれの流路切換位置から他方の流路切換位置に向けて回転し始めても、その途中で高圧側ポートの相対位置が隔壁を越えて高圧側連絡溝の反対側の端部に変わった時点で、外部から弁体に付与される回転力の向きと同じ向きの回転力を、第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により新たに付与される。
【００１４】
よって、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間で弁体を回転させる際に弁座板から弁体を離間させて、これにより、弁座板と弁体との間に画成される空間の流体圧で弁体に弁座板から離間する方向への付勢力が働いたり、弁座板と弁体との間の空間に発生する流体の乱流で回転方向とは反対側への回転力が弁体に働いたとしても、弁体を確実に回転方向の最後の回転位置まで回転させ、弁の切換動作を完了させることが可能となる。
【００１５】
また、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、高圧側ポートから弁体の高圧側連絡溝に噴出される高圧流体を弁体のゲート部と弁外通路とを介して圧力室に導入して、弁体の一方の端面を弁座板に接触させ、また、パイロット弁が開放させた弁体のパイロット通路と低圧側連絡溝とを介して圧力室の高圧流体を低圧側ポートに導入して、弁体の一方の端面を弁座板から離間させる構成とする場合に、第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により弁体に新たに付与される、外部から弁体に付与される回転力の向きと同じ向きの回転力が、ゲート部から弁外通路に流入する高圧流体の第三の流れの勢いによって、弱められ、あるいは消去されてしまうのを防ぐことが可能となる。
【００１６】
【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。
【００１７】
図１〜図８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。
【００１８】
このロータリ式流路切換弁は、図５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、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、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。
【００１９】
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流路切換位置と第二の流路切換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。
【００２０】
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。
【００２１】
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３３の中心から径方向にずれた箇所に、互いに独立した（隔離された）低圧側連絡溝３５と高圧側連絡溝３７とを有している。低圧側連絡溝３５は、低圧側ポート１５と第一の切換ポート２３あるいは第二の切換ポート２７とを連通接続し、高圧側連絡溝３７は高圧側ポート１９と第一の切換ポート２３あるいは第二の切換ポート２７とを連通接続する。
【００２２】
主弁体３の第一の流路切換位置では、図５に示されているように、主弁体３の回転方向における一端３７ａ寄りの高圧側連絡溝３７部分に高圧側ポート１９が位置して、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とを連通接続する。
【００２３】
一方、主弁体３の第二の流路切換位置では、図６に示されているように、主弁体３の回転方向における他端３７ｂ寄りの高圧側連絡溝３７部分に高圧側ポート１９が位置して、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。
【００２４】
これにより、主弁体３が第一の流路切換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→室外熱交換器Ｃ→絞りＤ→室内熱交換器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。
【００２５】
これに対し、主弁体３が第二の流路切換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→室内熱交換器Ｅ→絞りＤ→室外熱交換器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。
【００２６】
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流路切換位置と第二の流路切換位置との間の往復回動範囲に制限するストッパ１８を兼ねている。
【００２７】
主弁体３は、図５、図６、図７に示されているように、高圧側連絡溝３７の中間部の底面（天井面）に、第一の流路切換位置では高圧側ポート１９と第二の切換ポート２７との間に位置し、第二の流路切換位置では高圧側ポート１９と第一の切換ポート２３との間に位置する突条による隔壁（スタビライザ）３８を設けられ、高圧側連絡溝３７の両端部３７ａ，３７ｂ付近に、当該両端部３７ａ，３７ｂ付近の高圧側連絡溝３７部分を弁ハウジング１の内周面に向けて開放する第一及び第二のゲート４０ａ，４０ｂを各々形成されている。
【００２８】
隔壁３８の高さは、高圧側連絡溝３７の深さより小さく、且つ、高圧側連絡溝３７内に突出するストッパ１８としての高圧側配管１７の先端に干渉しない寸法であって、１〜３ｍｍ程度であればよく、幅が１〜３ｍｍ程度であればよい。各ゲート４０ａ，４０ｂの深さはいずれも、高圧側連絡溝３７の底面（天井面）に達しない寸法、つまり、高圧側連絡溝３７の深さより小さく、３〜７ｍｍ程度であればよい。
【００２９】
なお、両ゲート４０ａ，４０ｂ間には弁ハウジング１の内周面に摺接するスカート部４２が設けられている。このスカート部４２の展開角αは４０〜１００度程度であればよい。
【００３０】
また、主弁体３は底面３３に、高圧側連絡溝３７の両端部３７ａ，３７ｂに連なり低圧側連絡溝３５の両側に各々延在して主弁体３の外周に至る第一及び第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ，４４ｂを有している。各高圧流体噴出用スリット溝４４ａ，４４ｂの深さは１０〜１５ｍｍ程度で、スリット幅は１〜７ｍｍ程度で、両高圧流体噴出用スリット溝４４ａ，４４ｂの離間角βは６０〜１８０度程度であればよい。
【００３１】
なお、主弁体３は全体をプラスチックス成形品により構成され、各ポート１５、１９、２３、２７、低圧側連絡溝３５、高圧側連絡溝３７、隔壁３８、第一及び第二のゲート４０ａ，４０ｂ、スカート部４２、第一及び第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ，４４ｂの全てを一体成形されている。
【００３２】
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（弁外通路）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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
なお、弁ハウジング１は、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、各々別々に形成して組み付ける構造とすることも可能である。
【００４１】
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。
【００４２】
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が多重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。
【００４３】
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。
【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を第一の流路切換位置より第二の流路切換位置へ回転変位、あるいはその反対に回転変位させる。
【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に吸引され、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、主弁体３が低抵抗で回転変位し得る状態になる。
【００４７】
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。
【００４８】
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が第一の流路切換位置より第二の流路切換位置へ回転変位、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。
【００４９】
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。
【００５０】
そして、電磁コイル６３に対する通電により、主弁体３の底面３３が弁座板５から離間しながら、図５に示されているように、主弁体３が第一の流路切換位置に位置している状態から、図６に示されているように、主弁体３が第二の流路切換位置に位置する状態に向けて、主弁体３が回転し、その途中で、高圧側ポート１９の高圧側連絡溝３７に対する相対的な位置が、隔壁３８よりも第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ側から第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂ側に変わると、次のようになる。
【００５１】
即ち、高圧側ポート１９の相対位置が隔壁３８よりも第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ側であった際には、高圧側ポート１９から高圧側連絡溝３７に噴出される高圧流体のうち、第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂを経てバイパス用間隙４３に向かう高圧流体の第二の流れが、隔壁３８により妨げられ、この隔壁３８に妨げられた分の高圧流体の流れが、第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａを経てバイパス用間隙４３に向かう高圧流体の第一の流れに加わって、高圧流体の第一の流れの勢いが、高圧流体の第二の流れの勢いを上回っていたのが、高圧側ポート１９の相対位置が隔壁３８よりも第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂ側になると、今度は逆に、高圧流体の第二の流れの勢いが第一の流れの勢いを上回る。
【００５２】
従って、主弁体３が第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向けて回転し、その途中で、高圧側ポート１９の相対位置が隔壁３８よりも第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ側から第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂ側に変わると、高圧流体の第一の流れの勢いを上回る第二の流れの勢いにより、第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向かう方向（図６で見て反時計廻り方向）の回転力が新たに主弁体３に加わり、これにより、主弁体３が途中で停止することなく第二の流路切換位置まで完全に回転される。
【００５３】
また、これとは逆に、電磁コイル６３に対する通電により、第二の流路切換位置に位置している状態から、第一の流路切換位置に位置する状態に向けて主弁体３が回転し、その途中で、高圧側ポート１９の高圧側連絡溝３７に対する相対的な位置が、隔壁３８よりも第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂ側から第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ側に変わると、次のようになる。
【００５４】
即ち、高圧側ポート１９の相対位置が隔壁３８よりも第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂ側であった際には、高圧側ポート１９から高圧側連絡溝３７に噴出される高圧流体のうち、第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａを経てバイパス用間隙４３に向かう高圧流体の第一の流れが、隔壁３８により妨げられ、この隔壁３８に妨げられた分の高圧流体の流れが、第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂを経てバイパス用間隙４３に向かう高圧流体の第二の流れに加わって、高圧流体の第二の流れの勢いが、高圧流体の第一の流れの勢いを上回っていたのが、高圧側ポート１９の相対位置が隔壁３８よりも第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ側になると、今度は逆に、高圧流体の第一の流れの勢いが第二の流れの勢いを上回る。
【００５５】
従って、主弁体３が第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向けて回転し、その途中で、高圧側ポート１９の相対位置が隔壁３８よりも第二の高圧流体噴出用スリット溝４４ｂ側から第一の高圧流体噴出用スリット溝４４ａ側に変わると、高圧流体の第二の流れの勢いを上回る第一の流れの勢いにより、第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向かう方向（図５で見て時計廻り方向）の回転力が新たに主弁体３に加わり、これにより、主弁体３が途中で停止することなく第一の流路切換位置まで完全に回転される。
【００５６】
なお、主弁体３が第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向けて回転する際にも、反対に、主弁体３が第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向けて回転する際にも、第一及び第二の各ゲート４０ａ，４０ｂを経て高圧側連絡溝３７からバイパス用間隙４３に向かう高圧流体の第三の流れの勢いは、高圧流体の第一の流れの勢い及び第二の流れの勢いをいずれも下回り、従って、この高圧流体の第三の流れの勢いが、高圧流体の第一の流れの勢いや第二の流れの勢いによる主弁体３の回転方向への補助力の妨げとなることはない。
【００５７】
以上のことから、電磁ソレノイド１１の電磁コイル６３に通電が行われて、底面３３が弁座板５から離間した状態で、主弁体３が第一の流路切換位置と第二の流路切換位置とのうち一方から他方に回転変位する際には、高圧側連絡溝３７から第一及び第二の各高圧流体噴出用スリット溝４４ａ，４４ｂを経てバイパス用間隙４３に各々向かう高圧流体の流れの勢いの差により主弁体３に作用する回転力によって、主弁体３の回転力が増し、主弁体３が確実に回転変位させることが可能となり、見方を変えると、電磁コイル６３に発生する磁力が多極マグネット７１に及ぼす磁気作用により主弁体３を回転変位させるための駆動力が軽減される。
【００５８】
また、電磁ソレノイド１１の電磁コイル６３に対する通電が停止されて、電磁コイル６３に発生する磁力が多極マグネット７１に及ぼす磁気作用による、回転変位のための駆動力が主弁体３に働かなくなった状態では、上述した高圧流体の流れの勢いの差により主弁体３に作用する回転力により、主弁体３が第一の流路切換位置や第二の流路切換位置に安定して保持される。
【００５９】
上述のように、電磁ソレノイド１１の電磁コイル６３に対する通電が停止された状態では、隔壁３８は、主弁体３を第一の流路切換位置、第二の流路切換位置に安定保持するスタビライザとして作用する。
【００６０】
そして、上述のように、第一及び第二の各ゲート４０ａ，４０ｂや第一及び第二の各高圧流体噴出用スリット溝４４ａ，４４ｂを有する形状の主弁体３は、形状的に、肉抜き、均肉と云う成形上、有利な構造になり、部品の寸法精度、安定性が向上し、歩留まりもよくなり、コストダウンを図ることができる。
【００６１】
また、主弁体３の回転効率、ひいては、四方弁１００の流路切換動作の安定性に併せて主弁体３の形状を突き詰めることにより、流体の流れがよくなり、圧損が低下し、流量係数が大きくなると云う好結果を得ることができる。
【００６２】
【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、弁ハウジング内に収容された弁体を、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間で回転させることにより、前記弁ハウジングに固着されて前記弁体の一方の端面に臨む弁座板の高圧側ポートの連通先が、該弁体の一方の端面の高圧側連絡溝によって、前記弁座板の第一の切換ポートと第二の切換ポートとのうち一方の切換ポートから他方の切換ポートに切り換えられると共に、前記弁座板の低圧側ポートの連通先が、前記弁体の一方の端面の前記高圧側連絡溝から隔離された低圧側連絡溝によって、前記他方の切換ポートから一方の切換ポートに切り換えられ、前記第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間での前記弁体の回転が、前記弁座板から前記弁体の一方の端面を離間させつつ行われるロータリ式流路切換弁において、前記弁体の一方の端面には第一高圧流体噴出用スリット溝が形成されていて、前記弁体の前記第一の流路切換位置において前記高圧側ポート寄りに位置する該弁体の回転方向における前記高圧側連絡溝の一方の端部が、前記第一高圧流体噴出用スリット溝を介して前記弁体の外周に開放されていると共に、前記弁体の一方の端面には、前記第一高圧流体噴出用スリット溝とは隔離された第二高圧流体噴出用スリット溝が形成されていて、前記弁体の前記第二の流路切換位置において前記高圧側ポート寄りに位置する該弁体の回転方向における前記高圧側連絡溝の他方の端部が、前記第二高圧流体噴出用スリット溝を介して前記弁体の外周に開放されており、前記高圧側連絡溝の底面には突条による隔壁が設けられていて、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の一方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、該高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後の前記高圧流体が、前記隔壁により前記第二高圧流体噴出用スリット溝側よりも前記第一高圧流体噴出用スリット溝側に多く導かれ、該第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第一の流れの勢いが、前記第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第二の流れの勢いに勝って、前記第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により、前記弁体に前記第二の流路切換位置から前記第一の流路切換位置に向かう回転力が付与され、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の他方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、該高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後の前記高圧流体が、前記隔壁により前記第一高圧流体噴出用スリット溝側よりも前記第二高圧流体噴出用スリット溝側に多く導かれ、該第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の前記第二の流れの勢いが、前記第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の前記第一の流れの勢いに勝って、前記第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により、前記弁体に前記第一の流路切換位置から前記第二の流路切換位置に向かう回転力が付与されるものとした。
【００６３】
このため、弁体が第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向けて回転駆動され、これに伴って、隔壁よりも高圧側連絡溝の一方の端部寄りに相対的に位置していた高圧側ポートが、隔壁よりも高圧側連絡溝の他方の端部寄りに相対的に位置するようになると、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第一の流れの勢いが、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第二の流れの勢いを上回って、弁体に、第一の流路切換位置から第二の流路切換位置に向かう方向の回転力が生じる。
【００６４】
一方、弁体が第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向けて回転駆動され、これに伴って、隔壁よりも高圧側連絡溝の他方の端部寄りに相対的に位置していた高圧側ポートが、隔壁よりも高圧側連絡溝の一方の端部寄りに相対的に位置するようになると、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第二高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第二の流れの勢いが、高圧側ポートから高圧側連絡溝に噴出された後、第一高圧流体噴出用スリット溝から前記弁体の外周に噴出される高圧流体の第一の流れの勢いを上回って、弁体に、第二の流路切換位置から第一の流路切換位置に向かう方向の回転力が生じる。
【００６５】
従って、弁体は、第一及び第二のいずれの流路切換位置から他方の流路切換位置に向けて回転し始めても、その途中で高圧側ポートの相対位置が隔壁を越えて高圧側連絡溝の反対側の端部に変わった時点で、外部から弁体に付与される回転力の向きと同じ向きの回転力を、第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により新たに付与される。
【００６６】
よって、第一の流路切換位置と第二の流路切換位置との間で弁体を回転させる際に弁座板から弁体を離間させて、これにより、弁座板と弁体との間に画成される空間の流体圧で弁体に弁座板から離間する方向への付勢力が働いたり、弁座板と弁体との間の空間に発生する流体の乱流で回転方向とは反対側への回転力が弁体に働いたとしても、弁体を確実に回転方向の最後の回転位置まで回転させ、弁の切換動作を完了させることができる。
【００６７】
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、前記弁ハウジングの内周と前記弁体の外周との間には、前記高圧側ポートと連通する弁外通路が画成されていると共に、前記弁体の他方の端面と前記弁ハウジングとの間には、前記弁外通路と連通する圧力室が画成されており、前記弁体の前記一方の端面には、前記高圧側連絡溝を前記弁体の外周に開放させるゲート部が形成されていて、前記弁体の内部には、前記低圧側連絡溝と前記圧力室とを前記弁外通路よりも大きい通流量で連通させるパイロット通路が形成されており、前記弁ハウジング内に設けられたパイロット弁が前記パイロット通路を閉止することで、前記高圧側ポートから前記高圧側連絡溝に噴出された後、前記ゲート部と前記弁外通路とを介して前記圧力室に流入する高圧流体により、前記弁体が前記弁座板側に付勢されると共に、前記パイロット弁が前記パイロット通路を開放することで、前記圧力室の圧力が低下し前記弁座板側への前記弁体の付勢力が解消して、前記弁体が前記弁座板から離間するように構成されており、前記前記第一高圧流体噴出用スリット溝及び前記第二高圧流体噴出用スリット溝は、前記弁体の回転軸方向において前記ゲート部を上回る寸法で各々形成されていて、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の一方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、前記ゲート部を介して前記高圧側連絡溝から前記弁体の外周に噴出される前記高圧流体の第三の流れの勢いに、前記高圧流体の前記第一の流れの勢いが勝り、前記隔壁よりも前記高圧側連絡溝の他方の端部寄りに前記高圧側ポートが位置している状態では、前記高圧流体の前記第三の流れの勢いに前記高圧流体の前記第二の流れの勢いが勝るものとした。
【００６８】
このため、高圧側ポートから弁体の高圧側連絡溝に噴出される高圧流体を弁体のゲート部と弁外通路とを介して圧力室に導入して、弁体の一方の端面を弁座板に接触させ、また、パイロット弁が開放させた弁体のパイロット通路と低圧側連絡溝とを介して圧力室の高圧流体を低圧側ポートに導入して、弁体の一方の端面を弁座板から離間させる構成とする場合に、第一の流れの勢いと前記第二の流れの勢いとの差により弁体に新たに付与される、外部から弁体に付与される回転力の向きと同じ向きの回転力が、ゲート部から弁外通路に流入する高圧流体の第三の流れの勢いによって、弱められ、あるいは消去されてしまうのを防ぐことができる。
【００６９】
また、上述のように、ゲートや高圧流体導入用スリット溝を有する形状の弁体は、形状的に、肉抜き、均肉と云う成形上、有利な構造になり、部品の寸法精度、安定性が向上し、歩留まりもよくなり、コストダウンを図ることができる。
【００７０】
また、弁体の回転効率、切換動作の安定性に併せて弁体の形状を突き詰めることにより、流体の流れがよくなり、圧損が低下し、流量係数が大きくなると云う好結果が得られる。
【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の主弁体の側面図である。
【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。
【符号の説明】
１  弁ハウジング
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
１８  ストッパ
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
３７ａ  一方の端部
３７ｂ  他方の端部
３８  隔壁
４１  圧力室
４０ａ  第一ゲート
４０ｂ  第二ゲート
４４ａ  第一高圧流体噴出用スリット溝
４４ｂ  第二高圧流体噴出用スリット溝
５５  弁ポート
５９  固定吸引子
６３  電磁コイル
６５  磁極部材
６９  副磁極部材
７１  多極マグネット
【図１】
0003746881.tif 000002
【図２】
0003746881.tif 000003
【図３】
0003746881.tif 000004
【図４】
0003746881.tif 000005
【図５】
0003746881.tif 000006
【図６】
0003746881.tif 000007
【図７】
0003746881.tif 000008
【図８】
0003746881.tif 000009