专利名称：冷暖气装置的工作介质流路切换装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及组装到热泵型冷暖气机组等上的以改变运转状态为目的的切换工作介质流路的装置，特别是能使阀体的驱动机构结构比较合理、能利用基于有效受压面积差的外加压力的差压、提高壳体整体密封性、提高对阀体动作的跟踪性、进一步提高工作介质密封性的新型的流路切换装置。
冷暖气装置用于传输室内机与室外机之间循环的工作介质(在室内热交换器～压缩机～室外热交换器之间是高低压气体，在室外热交换器～毛细管～室内热交换器之间是液体)的热量，将室内的热量放出到室外或将室外的热量吸取到室内，对室温进行调节。并且，冷气与暖气的切换是通过将工作介质的循环方向反向切换而进行的。可是，为了使工作介质的逆循环，实际中，由于不能通过压缩机逆转使工作介质逆循环，因而必须使用称作所谓四通阀的切换阀。
但是，以往的切换阀，如日本特开昭61-6468号公报所揭示的使阀体滑动进行切换的形式，在滑动面上很难保证密封性，存在的内在问题是密封不好。另外，由于滑动面上的滑动阻力过大，妨碍了阀体的滑动，带来了切换时随动性差的问题，这会在高压下反复滑动的场合产生磨耗，助长了上述密封性的继续劣化。而且，在采用滑动式的场合，由于结构上受到制约，必须对素材的选定、加工技术等设计式样进行种种精心的设计，除此之外，还有结构复杂、零部件数目多、组装工序非常繁杂的缺陷，进而导致了成本高的问题。
而本发明者充分把握围绕该四通阀的现状，预先开发了新型的四通阀，以进一步提高四通阀的密封性为主要课题，提出了为实现该课题的以下具体的特别目的，夜以继日地参与了研究开发。
即是说，本发明的第一目的是构筑能克服上述以往滑动式四通阀所存在的种种问题的新型的阀体驱动机构；本发明的第二目的是提供不仅安装了密封部件的而且能更有效地发挥该密封部件作用的其他手段。本发明的第三目的是提高与驱动部件的配置有关的在壳体的一部分上设置的贯通部的密封性，该驱动部件设置于容纳阀体的壳体外部，而且其设计式样多样化。本发明的第四目的是可以防止运转时的微振动、阀体运动等引起第一连接口与第一切换路口之间的间隙变化而造成的密封性的降低。
本发明对上述背景有充分的认识，提出为完成该背景记载的第一～第四目的的技术，以构筑旋转式阀体的驱动机构并使之实用化、利用基于有效受压面积差的外加压力的差压使壳体整体密封结构化、根据阀体的运动得到的密封部件等为技术课题，试图开发能完成这样的技术课题的更进一步提高密封性的新型的流路切换装置。
也就是说，权利要求1所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，包括壳体、旋转驱动机构以及阀体，所述壳体具有与压缩机的排出口或吸入口连接的第一连接口、与室内热交换器连接的第二连接口、与室外热交换器连接的第三连接口、与压缩机的吸入口或排出口连接的第四连接口，所述旋转驱动机构设置在该壳体内部的经过前述第一连接口的轴线上，所述阀体由所述旋转驱动机构自由旋转地支撑着，并具有从第一切换路口向第二切换路口连通的第一切换通道以及从第一切换路口向第三切换路口连通的第二切换通道，所述第一连接口与第一切换路口始终连通，另一方面，通过阀体往复旋转一定角度，使所述第二连接口与第二切换路口、第三连接口与第三切换路口有选择地连通，有选择地切换第一切换通道与第二切换通道连通的两个流路，同时，所述第二切换路口与第三切换路口以第一切换路口为中心对称地配置在该第一切换路口的直径线上。
权利要求2记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，包括壳体、旋转驱动机构以及阀体，所述壳体具有与压缩机的排出口或吸入口连接的第一连接口、与室内热交换器连接的第二连接口、与室外热交换器连接的第三连接口、与压缩机的吸入口或排出口连接的第四连接口，所述旋转驱动机构设置在该壳体内部的经过前述第一连接口的轴线上，所述阀体由所述旋转驱动机构自由旋转地支撑着，并具有从第一切换路口向第二切换路口连通的第一切换通道以及从第一切换路口向第三切换路口连通的第二切换通道，所述第一连接口与第一切换路口始终连通，另一方面，通过阀体往复旋转一定角度，使所述第二连接口与第二切换路口、第三连接口与第三切换路口有选择地连通，有选择地切换第一切换通道与第二切换通道连通的两个流路，同时，在所述第二连接口与第二切换路口之间、第三连接口与第三切换路口之间设置具有适当形状或结构的密封部件，并且，将相对于所述第一切换路口的工作介质的第一有效受压面积设定成大于相对于所述第二切换路口及第三切换路口的工作介质的第二有效受压面积，根据基于这些有效受压面积的差的外加压力的差压，能确保所述密封部件的气密性。
权利要求3记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，包括壳体、旋转驱动机构以及阀体，所述壳体具有与压缩机的排出口或吸入口连接的第一连接口、与室内热交换器连接的第二连接口、与室外热交换器连接的第三连接口、与压缩机的吸入口或排出口连接的第四连接口，所述旋转驱动机构设置在该壳体内部的经过前述第一连接口的轴线上，所述阀体由所述旋转驱动机构自由旋转地支撑着，并具有从第一切换路口向第二切换路口连通的第一切换通道以及从第一切换路口向第三切换路口连通的第二切换通道，所述第一连接口与第一切换路口始终连通，另一方面，通过阀体往复旋转一定角度，使所述第二连接口与第二切换路口、第三连接口与第三切换路口有选择地连通，有选择地切换第一切换通道与第二切换通道连通的两个流路，同时，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
权利要求4所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，是关于权利要求1记载的流路切换装置，在所述第二连接口与第二切换路口之间、第三连接口与第三切换路口之间设置具有适当形状或结构的密封部件，并且，将相对于所述第一切换路口的工作介质的第一有效受压面积设定成大于相对于所述第二切换路口及第三切换路口的工作介质的第二有效受压面积，根据基于这些有效受压面积的差的外加压力的差压，能确保所述密封部件的气密性。
权利要求5所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，是关于权利要求1记载的流路切换装置，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
权利要求6所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，是关于权利要求2所记载的流路切换装置，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
权利要求7所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，是关于权利要求4所记载的流路切换装置，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
权利要求8所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，除了前述主要构成外，在所述第一连接口与第一切换路口之间还设置有波纹管式密封部件。
权利要求9所记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，是关于权利要求8所记载的流路切换装置，所述波纹管式密封部件具有碗形形状，并配置成倒扣状态。
图1(a)是本发明冷暖气装置的工作介质流路切换装置的实施例1使用状态的说明图，(b)是由该图(a)中部分1B表示的工作介质流路切换装置的立体图。
图2(a)是沿图(b)2A-2A剖开的从箭头所示方向看到的剖面图，(b)是从图(a)的2B-2B剖开的沿箭头所示方向看到的剖面图，(c)沿图(a)2C-2C剖开的从箭头所示方向看到的剖面图。
图3是上述装置在暖气设备运转时工作介质流动的说明图。
图4是上述装置在冷气设备、除湿运转时工作介质流动的说明图。
图5(a)、(b)是表示上述装置在暖气设备运转时工作介质流动的横剖面图及纵剖面图。
图6(a)、(b)是表示上述装置在冷气设备、除湿运转时工作介质流动的横剖面图及纵剖面图。
图7在大致铅直方向设定传动机构的传动作用面的实施例的纵剖面图。
图8是表示在驱动元件外侧配置被动元件的结构形式的纵剖面图。
图9是表示以马达定子方式将驱动元件做成线圈状结构形式的说明图。
图10是表示在第一连接口与第一切换路口之间设置波纹管式密封部件的实施例的纵剖面图。
图11(a)、(b)是表示本发明实施例2暖气设备循环时的状态的横剖面图及纵剖面图。
图12(a)、(b)是表示本发明实施例2冷气设备循环时的状态的横剖面图及纵剖面图。
图13(a)、(b)是表示在常时高压下的场合的上述壳体内进行暖气设备循环时的状态的横剖面图及纵剖面图。
图14(a)、(b)是表示上述冷气设备循环时的状态的横剖面图及纵剖面图。
图15(a)是表示本发明实施例3具体构造的纵剖面图，图15(b)是表示其变形例的纵剖面图。。
图16(a)、(b)是上述本发明实施例3的图15(a)、图15(b)各自的90°剖面位置不同的纵剖面图。
图17(a)是表示附设有辅助压力弹簧实施例的纵剖面图，图17(b)是表示其变形例的纵剖面图。
图18是表示上述实施例有效受压面积模式的平面图。
图19(a)是表示上述实施例去掉第三切换路口的实施例的纵剖面图，图19(b)是表示其变形例的纵剖面图。
图20是表示上述实施例有效受压面积模式的平面图。
图21示出了本发明的实施例4，其中(a)是横剖面图，(b)是图(a)的21B-21B截面的从箭头所示方向观察的纵剖面图，(c)是图(a)的21C-21C截面的从箭头所示方向观察的纵剖面图，(d)是图(b)的21D部分的放大图。
图22的(a)、(b)、(c)是阶段地表示上述实施例4从暖气设备运转切换到冷气设备、除湿运转的状态前半部分的说明图。
图23(a)、(b)是阶段地表示上述实施例4后半部分的说明图。
图24是表示阀体旋转一度停止时壳体内压力差均一化的情况的旋转角度与压力差的关系的曲线图。
图25是表示压力差均一化前后旋转速度变更情况的速度变更位置的说明图。
图26是表示压力差均一化前后旋转速度变更情况的旋转角度与压力差的关系的曲线图。
图27(a)是表示具有先导孔的实施例的横剖面图，(b)是该图(a)的27B-27B截面的沿箭头所示方向观察的纵剖面图，(c)是表示上述实施例敞开状态的纵剖面图。
图28(a)是表示本发明实施例5的透视图，(b)是该图(a)的28B部分的局部放大透视图。
图29(a)是图(b)的29A-29A截面的沿箭头所示方向观察的剖面图，(b)是该图(a)的29B-29B截面的沿箭头所示方向观察的剖面图，(c)是图(a)的29C-29C截面的沿箭头所示方向观察的剖面图。
图30(a)、(b)是分别表示上述实施例5暖气设备及冷气设备、除湿运转时、运转停止时压力缓冲阀状态的剖面图。
图31(a)～(f)是表示适用于第一、第二、第三切换路口的各种密封结构的纵剖面图。
图32(a)～(d)是表示其他密封结构的纵剖面图。
图33(a)是表示本发明实施例6纵剖面图，(b)是平面图，(c)是表示齿轮系结构的纵剖面图，(d)是传动机构的平面图，(e)是最下级齿轮的底面图。
图34(a)是表示本发明实施例6的在传动机构的一部分中适用钢板的实施形态的纵剖面图，图34(b)是表示齿轮系结构的纵剖面图，图34(c)是最下级齿轮的底面图。
图35(a)是表示本发明实施例7的纵剖面图，图35(b)、(c)是图35(a)中35B部分的放大图，是分别表示运转时和抽真空时的纵剖面图，图35(d)是图35(a)中35D部分的放大纵剖面图。
下文根据图示实施例具体地叙述本发明冷暖气装置的工作介质流路切换装置。关于以下的说明，在实施例1中叙述与本发明第一目的有密切关系的本发明的基本构成、为完成本发明第三目的的壳体密封结构、以及为完成本发明第四目的的跟踪阀体动作密封部件的结构。
在实施例2中，说明为完成本发明第一目的的旋转式阀体的驱动机构、在常时低压下或常时高压下置于壳体内的配管管路的状态、以及第二、第三切换路口与第一切换路口的关系。接着，在实施例3中叙述为完成本发明第二目的的根据有效受压面积之差的外加压力差压的利用以及辅助压力装置，然后在实施例4、实施例5、实施例6、实施例7中叙述其他详细构成以及部分构成不同的其他实施例。
实施例1本发明的冷暖气装置的工作介质流路切换装置1，其基本结构由图1、图2所示，通过分隔部件10a将壳体10内的分为上下两部分，下部构成减速作用室7，上部构成切换阀室8。在切换阀室8内设置有由旋转驱动机构30驱动而在一定角度内往复旋转的阀体20。这里所谓的旋转驱动机构30是指包括作为驱动源的马达M或设置在减速作用室7内的减速机构31等的对阀体20的旋转进行切换的部件的总称。而且在图1中，仅示出了作为冷气设备运动的状态。
本发明的工作介质流路切换装置1是适用于图1所示的组装到冷暖气装置一部分上的装置。从压缩机2的排出口或吸入口延伸的第一配管H1及第四配管H4与本发明的流路切换装置1相连，从本发明的流路切换装置1延伸的第二配管H2及第三配管H3分别与室内热交换器3或室外热交换器5相连。另外，在室内热交换器3与室外热交换器5连接有对工作介质减压的毛细管4，这里的毛细管4仅是一个例子。在暖气设备运转的场合，作为一个例子如图1、图3、图5所示，工作介质按顺序经过压缩机2、流路切换装置1、室内热交换器3、毛细管4、室外热交换器5、流路切换装置1、压缩机2循环，另一方面，在冷气设备运转时，作为一个例子如图4、图6所示，工作介质依次经过压缩机2、流路切换装置1、室外热交换器5、毛细管4、室内热交换器3、流路切换装置1、压缩机2循环。
下文更具体地叙述本发明的冷暖气装置的工作介质流路切换装置1的各构成部。
首先说明壳体10。
壳体10作为一个例子做成如图2所示的大体的圆筒管状，其内部保持气密性，并由分隔部件10a划分成下部的减速作用室7和上部的切换阀室8。另外，壳体10虽然是单插件状的一体结构，但实际上也可以将形成减速作用室7、切换阀室8及分隔部件10a的部位做成单独的部件，然后用通过焊接、螺栓等螺纹地固定或在各部件直接刻上螺纹再将彼此螺纹连接在一起而构成一体。在壳体10的上面中心开设有第一连接口11，该第一连接口11与连接到压缩机2的排出口或吸入口上的第一配管H1连接。另外，作为一个例子，在分隔部件10a的三个位置开设有第二连接口12、第三连接口13以及第四连接口14，但是，该第四连接口14除了在分隔部件10a上设置之外，也可以设置在壳体10的上面或侧壁上。再者，如图3、图4所示，在一个例子中，第二连接口12与室内热交换器3通过第二配管H2连接，第三连接口13与室外热交换器5通过第三配管H3连接，第四连接口14与压缩机2的吸入口或排出口通过第四配管H4连接。在分隔部件10a的中心，以贯通的状态设置有下文要叙述的阀体20的旋转轴26。通过采用这种构成的壳体10，与用于压缩工作介质的压缩机2的排出口及吸入口连接，在运转过程中其内部在一个例子的情况下为低压状态。
下文说明设置在前述切换阀室8内的阀体20。阀体20如图1、图2所示，做成左右侧面为圆弧状的大致的长方体形状，具有底部带开口的罩部件20a和将该罩部件20a的底部敞开测堵住地一体组装的封闭板20b，在其内部形成连通室20c。连通室20c保持气密性，为了从上面至下面设置两个连通的流路，在其上面中心开设有第一切换路口21，在其下面的左右位置开设有第二切换路口22及第三切换路口23。并且，从第一切换路口21连通到第二切换路口22的流路为第一切换通道R1，从第一切换路口21连通到第三切换路口23的流路为第二切换通道R2。在前述第一切换路口21内插入前述第一配管H1。另一方面，在阀体20的下面中心，以相对于阀体20为固定状态地设置有旋转轴26，该旋转轴26可相对于前述壳体10的分隔部件10a自由转动地插入在该分隔部件10a中，通过该旋转轴26与前述第一配管H1将阀体20保持在切换阀室8内，使该阀体20可在一定角度下自由地旋转。另外，在第二切换路口22及第三切换路口23中，经过O形圈24在其表面形成含氟树脂涂层，或者把用含氟树脂形成的圆筒状密封部件25内嵌到第二切换路口22及第三切换路口23中，并且使密封部件25的外端朝下方稍微突出一些。由此，将密封部件25通过O形圈24弹性地推压在分隔部件10a的内壁面上，使工作介质不会从开口部泄漏出去。另外，阀体20的罩部件20a及封闭板20b作为一个例子，可以通过压力加工由金属材料做成板材，但是，也可以用玻璃、塑料等合适的非金属材料形成。
下文叙述在减速作用室7内构成的减速机构31。该减速机构31对于来自于驱动源的马达M的旋转运动进行减速，并将该旋转运动传递给阀体20的旋转轴26，在如图2所示的一个例子中，由传动比不同的数个齿轮33以多级状的形式嵌在轴32上的齿轮系34组成，并且，通过相互的齿轮33的作用顺次进行减速，最终作为齿轮系34得到适当的减速比。另外轴32的顶端部能使旋转轴26转动适当的角度。再者，在数个齿轮33中最初接受驱动的齿轮33上设置有后述的传动机构6的被动元件6B。
下文叙述传动机构6。传动机构6具有由马达M直接旋转驱动的驱动元件6A和接受该驱动并在非接触状态下旋转的被动元件6B。作为一个例子，驱动元件6A、被动元件6B适宜采用两个永久磁铁61、62，其中一个永久磁铁62设置在上文所述的齿轮33中最初接受驱动的齿轮33的下端面上，另一个永久磁铁61设置在马达M的输出轴上，马达M配置在密闭的减速作用室7的下方。通过马达M使永久磁铁61转动，利用其磁力使处于非接触状态的永久磁铁62转动，最终通过齿轮系34、旋转轴26进行阀体20的旋转切换。另外，由于容纳永久磁铁61的部位不需要保持气密性，因此，实际中马达M可以安装在固定的托架等上。这样，被动元件6B实质上是使阀体20旋转的驱动部件，即使容纳在密闭壳体10内部的例如工作介质从旋转轴26的周边部分露出，也能由减速作用室7隔断，可有效地进行热交换。另外，为了切换阀体20的旋转方向，可借助切换在马达M中流动的电流方向来进行。
减速机构31的最终减速比如果设定在1/800，驱动元件6A转动100圈时，阀体20转动1/8圈即转动45°。
另外，在本实施例中，如图所示，两个永久磁铁61、62的传动作用面设定成基本的水平方向，但是，在驱动元件6A与被动元件6B之间需要强的传动力并且装置的设置空间有限等场合，如图7所示，也可以将该传动作用面设定成基本竖直的方向，形成驱动元件6A与被动元件6B彼此相互嵌合的状态，能够得到在彼此邻接的周面上设置永久磁铁61、62的形式。在另外一些场合，被动元件6B不仅可以配置在驱动元件6A的内侧，也可以是如图8所示的那样，将被动元件6B配置在驱动元件6A的外侧。
再者，在本实施例中，虽然驱动元件6A与被动元件6B可以采用永久磁铁61、62，但是如图9所示，也可以将驱动元件6A做成线圈状，得到恰似构成马达定子的形式。
最好在壳体10内设置用于限制阀体20旋转的限制器，随着阀体20旋转的切换，该限制器允许阀体20在第二切换路口22与第二配管H2连接的一定角度和第三切换路口23与第三配管H3连接的一定角度下旋转。
下文叙述该装置工作状态的一个例子。在叙述过程中，对作为暖气运转的情况与作为冷气、除湿运转的情况分别进行说明。
(1)暖气运转的场合进行暖气运转时，如图3、图5所示，阀体20的第二切换路口22与第二配管H2连接，第三切换路口23与第三配管H3处于非连接状态。在这种场合，来自压缩机2的工作介质经过压缩机2、第一配管H1、第一切换通道R1、第二配管H2、室内热交换器3、毛细管4、室外热交换器5、第三配管H3、壳体10内部、第四连接口14、第四配管H4、压缩机2等依次循环。
(2)冷气、除湿运转的场合在冷气、除湿运转时，如图4、图6所示，阀体20的第三切换路口23与第三配管H3连接，第二切换路口22与第二配管H2处于非连接状态。在这种场合，来自压缩机2的工作介质经过压缩机2、第一配管H1、第二切换通道R2、第三配管H3、室外热交换器5、毛细管4、室内热交换器3、第二配管H2、壳体10内部、第四连接口14、第四配管H4、压缩机2等依次循环。
下文叙述为完成本发明第四目的的第一连接口11与第一切换路口21之间的密封结构。具体说，该密封结构由设置在第一连接口11与第一切换路口21之间的波纹管式密封部件25a构成。在图10所示的实施例中，作为一个例子，将碗形波纹管式密封部件25a配置成倒扣的状态，这样，在采用这种合适结构的场合，除了可以跟踪阀体20的各种方向的运动之外，还可以跟踪内部压力的变化，确保了稳定的、良好的气密性。
实施例2在该实施例中叙述为完成本发明第一目的的旋转式阀体的驱动机构、在常时低压下或常时高压下置于壳体内的配管管路的状态、以及第二、第三切换路口22、23与第一切换路口21的位置关系。具体地，如图11～图14所示，在这些图中示出了的结构与前述图1～图9示出的实施例具有基本相同的构成，但其特点是，把第二切换路口22与第三切换路口23对称地配置在以第一切换路口21为中心的该第一切换路口21的直径线上。其中，图11、图12示出的结构表示的是与前述图1～图9示出的实施例同样的壳体内部为常时低压气氛下的情况，在这种场合，第一连接口11与压缩机2的排出口相连，另一方面，第四连接口14与压缩机2的吸入口相连。
与之对应，图13、图14所示的结构表示的是壳体内部为常时高压下的情况，在这种场合，第一连接口11与压缩机2的吸入口连接，另一方面，第四连接口14与压缩机2的排出口连接。另外，图中符号C表示的冷凝器的含义是包括上述图1～图9所示实施例中叙述的室内热交换器3、毛细管4及室外热交换器5。这样，在采用图11～图14所述实施例的场合，壳体10内可以处在低压气氛下或常时高压气氛下，在阀体20的全周始终作用着外加的均等的压力，具有良好的平衡性，还能使阀体20圆滑地旋转，与阀体20的定轴旋转相结合，可以适当的完成预期的流路切换。
另外，通过采用把第二切换路口22与第三切换路口23对称地配置在以第一切换路口21为中心的该第一切换路口21直径线上的结构。可以达到减少沿第一切换路口21的轴线方向所产生的向上与向下的压力差的目的，由此，可以有效地消除施加在阀体20上的偏负载，进而与上述外加均一压力的作用效果相结合，可以有效地防止随着阀体20的倾斜对密封性的负面影响。
实施例3下文叙述为完成本发明第二目的的图15～图20所示的实施例。该实施例与前述图11～图14所示的实施例同样，继承了图1～图9所示实施例的基本构成，除此之外，在第二连接口12与第二切换口22之间、第三连接口13与第三切换口23之间均设置有适当形状或构造的密封部件25，而且，将相对于第一切换路口21的工作介质的第一有效受压面积S1设定成大于相对于第二切换路口22及第三切换口23的工作介质的第二有效受压面积S2的形式。根据该有效受压面积之差，借助外加压力的差压，能够确保上述密封部件25的气密性。作为一个例子，连接在壳体10下方的各配管H2-H4虽可如图15(a)、图16(a)、图17(a)及图19(a)所示那样向外周方向弯曲而配置，但不用说也能象图15(b)、图16(b)、图17(b)及图19(b)所示那样，对应于冷暖气机等的配置空间或连接在流路切换装置1下方的部件等的各种条件，设置在壳体10的大致正下方呈直线状接地的形态。
这里，首先以图15、图16所示的实施形式为例，详述其基本构成，接着，根据图17、图18、图19、图20所示的实施形式说明不同部分的结构。首先，在图15、图16所示的实施形式的结构中，在第一连接口11与第一切换路口21之间、第二切换路口22与第二连接口12之间、第三切换口23与第三连接口13之间均配置用于气密连通的密封部件25。
其中，关于第一连接口11与第一切换路口21之间配置的密封部件25，可以是安装在图15、图16所示的嵌套结构连接部中的环形密封部件25，但最好采用前述图10所示的波纹管式密封部件25a。这一方面在后述的其他实施形式中是相同的。另外，分别配置在第二切换路口22与第二连接口12之间、第三切换口23与第三连接口13之间的密封部件25，作为一个例子，采用如图15、图16所示的筒形密封部件25，该筒形密封部件25通过合适的O形圈24等弹性密封部件可沿轴向移动地配置着，从而可以在分隔部件10a的上面构成密封的结构。再者，筒形密封部件25也可以通过粘接材料等安装成固定到阀体20上的状态。另外，在本实施例中，将图18或图15所示相对于第一切换路口21的工作介质的第一有效受压面积S1与相对于第二切换路口22及第三切换口23的工作介质的第二有效受压面积S2(在这种场合，是指相对于第二切换路口22的工作介质的有效受压面积与相对于第三切换口23的工作介质的有效受压面积的总和)之间的关系设定成S2/S1，借助于由此产生的受压面积差，使外加到阀体20上的压力产生差压。
利用该差压将阀体20推向第二连接口12与第三连接口13，通过由此而产生的微小移动，使配置在阀体20下方的密封部件25的下端面压接在上述第二连接口12乃至第三连接口13周缘的分隔部件10a的上面。另外，作为这样的压接力的辅助压力手段，可以是图17所示的所设置的辅助压力弹簧25b。作为该辅助压力弹簧25b构成的一个例子，可以采用图17所示的压缩螺旋弹簧，该弹簧在压缩状态下配置在穿设有第一连接口11的壳体10上部内壁与阀体20的第一切换路口21的周缘面之间。而且该辅助压力弹簧25b的配置位置并不限于上述的配置位置，可以是任何能够施加上述辅助压力作用的位置。再者，由于该辅助压力弹簧25b是根据有效受压面积之差对差压效果进行辅助为目的的，因此，与进一步加强密封部件25的密封性不同，可以选定比较小的弹簧系数。
另外，在图15、图16所示的实施形式中，作为一个例子，设置有做成圆筒形状的密封部件25，该密封部件25覆盖着旋转轴26的夹在阀体20与分隔部件10a之间的周面。另外，该密封部件25除了相对于旋转轴26设定成固定状态之外，也可以配设成能沿轴向移动的松动嵌合状态。这样，在这种松动嵌合状态下配置密封部件25时，能够得到利用基于上述有效受压面积差的差压的压接作用。
在有上述构成的图15、16所示的实施形式中，面对图15所示的第一切换路口21的即、作为第一切换路口21投影面的阀体20的封闭板20b中央区域成为受压面P，另外，作为第二切换路口22、第三切换路口23投影面的阀体20的罩部件20a上部内壁面区域成为受压面P′。这样，基于前述有效受压面积差的差压外加到受压面P上，使阀体20向第二连接口12、第三连接口13侧微微移动，有望将压接力施加到前述第二切换路口22与第二连接口12之间以及第三切换路口23与第三连接口13之间分别设置的密封部件25上。另，由于上述受压面P为阀体20的中心部，因而可以发挥良好的推压阀体20、使其平衡地作用。
下文叙述图19、20所示的实施形式，该实施形式去掉了在前述图15、16所示的实施形式中所设置的第三切换路口23，而仅通过第二切换路口22有选择地切换第二连接口12、第三连接口13的连接。这样，通过阀体20沿一个方向的定角旋转，使第二切换路口22与第二连接口12连通，并通过阀体20沿另一方向的定角旋转，使第二切换路口22与第三连接口13连通。
并且，与图15、图16所示的实施形式同样，相对于第一切换路口21的工作介质的第一有效受压面积S1与相对于第二切换路口22及第三切换路口23的第二有效受压面积S2(在这种场合，由于第三切换路口23不存在，所以只有相对于第二切换路口22的工作介质的有效受压面积)之间的关系设定成S2＜S1。借助于该受压面积差，使外加到阀体20上的压力产生差压，利用该差压，可以将密封部件25推压到第二连接口12乃至第三连接口13周缘部的分隔部件10a的上面。在该实施形式中，还可以配设如前述图17所示的辅助压力弹簧25b。
由第一和第二有效受压面积S1、S2产生的差压A的一般式，在图15～图18的例子中，有下列数学式(1)成立A(差压)＝(P1-P2)(πD2/4-2×πd2/4)(1)在图19、20示出的例子中，有数学式(2)成立A(差压)＝(P1-P2)(πD2/4-πd2/4) (2)在数学式(1)、(2)中P1＝高压(kgf/cm2)P2＝低压(kgf/cm2)φD＝大径(cm)(第一切换路口侧)φd＝小径(cm)(第二切换路口或者第三切换路口侧)作为具体例子，在数学式(1)、(2)中，P1＝15kgf/cm2P2＝5kgf/cm2φD＝φ18mmφd＝φ9.5mm在这种场合，前者有下述数学式(3)成立A＝(15-5)(π×1.82/4-2×π×0.952/4)＝11.2kgf(朝第二连接口及第三连接口侧的推压力)(3)而后者有数学式(4)成立A＝(15-5) (π×1.82/4-2×π×0.952/4)
＝18.3kgf(朝第二连接口侧的推压力)(4)因此，根据图15～20所示的实施例，不需要设置把阀体20推压到分隔部件10a上的单独的装置或机构，利用前述差压，一边推压阀体20示之移动，一边压接密封部件25，能确保第二切换路口22与第二连接口12之间、第三切换路口23与第三连接口13之间的气密状态，能提供结构简单、可靠性高的旋转式流路切换装置。
实施例4下文叙述其他详细构成以及部分构成不同的其他实施例。这里首先说明图21～图27示出的实施例。该实施例继承了图1～图9示出的实施例的基本构成，除此之外，还具有下述特点，即是说，使运转时来自压缩机2的高压态的工作介质被排出的第二连接口12或第三连接口13，在切换动作中，成为分别为断开了与阀体20的第二切换路口22或第三切换路口23的连通的敞开状态，使壳体10内的压力差均一化，进行旋转切换。
随之，旋转轴26进行切换时，由于切换过程中，旋转轴26的旋转运动一旦停止或在压力均一化的前后，旋转速度一定会变更，为了能使流路切换装置1内部产生的压力差均一化，必须在旋转驱动机构中30或作为驱动源的马达M中设置为实现此目的的机构。图21(d)中记载的符号a1、a2表示的是第二切换路口22的密封不见5的接触部分，符号a3表示的是第二连接口12的内周部，其各自的平面状态分别在图22(a)、图23(a)中示出。
下文叙述该装置的工作状态。在叙述过程中，以暖气运转的状态为开始的状态，以一度运转停止、并切换到冷气、除湿运转的状态为最终状态进行说明。
(1)暖气设备运转进行暖气设备运转时，如图3所示，阀体20的第二切换路口22与第二连接口12(第二配管H2)连接，第三切换路口23与第三连接口13(第三配管H3)处于非连接状态。在这种场合，来自压缩机2的工作介质经过压缩机2、第一配管H1、第一切换通道R1、第二配管H2、室内热交换器3、毛细管4、室外热交换器5、第三配管H3、壳体10内部、第四连接口14、第四配管H4、压缩机2等依次循环。这时，从压缩机2排出的高压状态的工作介质在壳体10中的阀体20的内侧流动，吸入压缩机2的低压状态的工作介质在阀体20的外侧流动，使阀体20的内侧与外侧成为产生压力差的状态。
(2)运转切换时运转切换时，首先由于暖气设备的一度运转停止，阀体20的始发状态成为与图22(a)所示的暖气设备运转时相同的状态，从这种状态开始，驱动磁铁等驱动部件，通过旋转轴26使阀体20旋转。这时，随着阀体20的旋转，断开了作为高压导出口的第二连接口12与第二切换路口22的连通，使二者彼此反向地离开，另一方面，作为低压导入口的第三连接口13与第三切换路口23以彼此接近的方式旋转。于是，如图22(b)所示，当第二连接口12相对于第二切换路口22成为内接状态时，开始断开连通状态，并开始作为高压导出口的第二连接口12向壳体10内部的敞开。继续旋转并成为图22(c)所示的使第二连接口12的敞开部分逐渐扩大的状态，在这种状态下，阀体20的旋转一度停止。而停止中来自于敞开部分的处于高压态的工作介质继续向低压侧流动，使壳体10内所产生的压力差均一化。之后，当阀体20再开始旋转时，如图23(a)所示，作为低压导入口的第三连接口13与第三切换路口23开始重叠，继续旋转时如图23(b)所示，第三连接口13与第三切换路口23处于最终的连通状态。并且该最终的状态是冷气设备、除湿运转时的状态。另外，旋转一度停止后，再开始该旋转的时间最好在壳体10内的压力完全均一化的状态下进行而使装置无冲击的时点，但是，实际上即使残存某种程度的压力差，在装置上不产生冲击的范围下开始再次旋转是可以的。
这时阀体20的旋转角度与壳体10内的压力差之间的关系用图24示出，从旋转启动的时点开始，分别顺次标有点P1、点P2、点P3……点P6。点P1示出的是暖气设备运转的时点，点P6示出的是冷气设备、除湿运转的时点，而点P2相当于图22(b)的敞开开始位置、点P3及点P4相当于图22(c)的停止位置。因此，在点P1～点P2之间，虽然阀体20旋转，但是压力差也会使不均一化的点P2以后的压力差均一化。再者，在点P3～点P4之间，由于阀体20的旋转一度停止，只有压力差下降，在点P5～点P6之间，由于阀体20的旋转结束，只有压力差下降。
(3)冷气设备、除湿运转时在冷气设备、除湿运转时，如图4所示，阀体20的第三切换路口23与第三连接口(第三配管H3)连接，第二切换路口22与第二连接口12(第二配管H2)处于非连接状态。在这种场合，来自压缩机2的工作介质经过压缩机2、第一配管H1、第二切换通道R2、第三配管H3、室外热交换器5、毛细管4、室内热交换器3、第二配管H2、壳体10内部、第四连接口14、第四配管H4、压缩机2等依次循环。这时，从压缩机2排出的高压状态的工作介质在壳体10中的阀体20的内侧流动，吸入压缩机2的低压状态的工作介质在阀体20的外侧流动，与暖气设备运转时一样，使阀体20的内侧与外侧成为产生压力差的状态。
从冷气设备、除湿运转状态使运转一度停止，切换到暖气设备运转时，进行与上述顺序相反的动作，在这种场合，第三连接口13相当于高压导出口，第二连接口12相当于低压导入口。
本实施例以上述构作为一个基本的技术思想，还可以考虑下述的变更。即是说，在先前的图21～图24所示的实施形式中，阀体20的一度旋转停止，在停止过程中主要是壳体10内的压力差均等，但是，在切换时间更短程的场合等，例如阀体20不经过一度停止、在压力差均一化的前后旋转速度变更时，可以采用从旋转启动到压力差均一化期间低速旋转、达到均一化后高速旋转的形式。这种场合的速变更的位置如图25所示，是在第三连接口13与第三切换路口23形成连通之前进行的。这时的阀体20的旋转角度与壳体10内的压力差之间的关系用图26表示，并且，从旋转启动的时点开始分别顺次地标有点P1、点P7、点P8、点P9、点P6。这里点P1表示暖气设备运转状态，点P6表示冷气设备、除湿运转状态。并且，点P1～点P7之间，虽然阀体20旋转，但是由于高压导出口未敞开，压力差使不均一化的点P7以后的压力差均一化。另外，在点P7～点P8之间，阀体20的一边低速旋转一边使压力差均一化，在点P8～点P9之间，阀体20的一边高速旋转一边使压力差均一化。
根据以上的实施例，断开高压导出口连通之后，在高压导出口形成直接的敞开部，高压状态的工作介质从该敞开部流出，使压力差均一化，但是，也可以是例如图27(a)、(b)所示的形式，即，在作为高压导出口的第二连接口12及第三连接口13附近形成用于使高压状态的工作介质流出的先导孔15，通过该先导孔15使壳体10内的压力差均一化。这种场合的先导孔15的开闭虽然可以通过设置其他开闭装置机械地进行，但如图27(c)所示，通过阀体20的旋转，首先只让先导孔15敞开也是可以的，通过调整阀体20与壳体10的旋转定时能使压力差均一化。
在采用图21～图27所示的实施例的场合，通过调节阀体20与壳体10的旋转定时，可以使壳体10内所产生的压力差均一化，不需要设置其他压力缓冲部件，达到了低费用化及构成部件简单化的目的。而且，可在短时间内使切换时的压力差与温度差均一化、能圆滑且可靠地进行切换操作。
再者，在采用当壳体10内的压力差均一化时、使阀体20的旋转暂时停止的结构的场合，能减轻切换时急剧的压力变化与温度变化所引起的冲击，极大地提高了装置的耐久性。另外，在采用当壳体10内的压力差均一化时、从旋转启动时开始使阀体20低速旋转、压力差均一化后使阀体20高速旋转进行旋转切换的构成的场合，可以在短时间内使切换时的压力差与温度差均一化，减少装置的冲击。再者，在均一化后，由于阀体20高速旋转，能够进一步缩短切换所需要的时间。
在使本实施例中阀体20旋转途中，虽强调了断开高压导出口的连通而形成敞开部，使壳体10内的压力差均一化的作法，但形成敞开部时，并不一定只使压力差均一化，通过旋转驱动机构30来控制阀体20的转动量，就能积极有效地控制从敞开部流出的工作介质的流量，由此来进行与要求的冷暖气能力相适应的运转。
实施例5下文叙述图28～图32所示的实施例。该实施例继承了图1～图9所示实施例的基本构成，除此之外，还具有在装置内组装逐渐减少流路内高压的压力缓冲机构的特点。另外，在图示的本实施例中，驱动源及旋转驱动机构30的构成与图1～图9所示实施例不同，关于这一方面，下文根据本实施例的构成来具体描述。
首先，说明构成本实施例特征的压力缓冲机构。该压力缓冲机构在第一切换路口21的下方可自由伸出地装有压力缓冲阀130，切换流路时，在其前阶段压力缓冲阀130向上方移动，第一切换路口21通过压力缓冲阀130上形成的压力调节孔131及连通孔128与壳体10内部的剩余空间连通，由此减少壳体10内部的压力差。所述连通孔128在接受压力缓冲阀130的缓冲阀接受部127及缓冲阀接受部127尖端部形成。
该压力缓冲机构设置在阀体20的旋转轴26与第一切换路口21之间，在阀体20上形成接受压力缓冲阀130的缓冲阀接受部127。另外，为了在运动时保持该缓冲阀接受部127的尖端部与压力缓冲阀130的密封性，作为一个例子，将该缓冲阀接受部127的尖端部做成锥状，形成支撑面127a。另外，在缓冲阀接受部127的尖端部途中，形成与壳体10内部的剩余空间连通的连通孔128。
压力缓冲阀130如图28(b)、图29(b)所示，设置在阀体20的第一切换路口21的下方，由弹簧132支持，使其处于在缓冲阀接受部127内有伸出倾向的状态。另外，在压力缓冲阀130上形成锥状尖端部130a，受压时该尖端部130a处在位于下方的状态，与缓冲阀接受部127的支撑面127a密封接触，将连通孔128封住。
另外，在压力缓冲阀130上，沿其中心轴线形成有压力调节孔131，借助该压力调节孔131将第一切换路口21与缓冲阀接受部127连通，还有，压力调节孔131的一部分在中间朝侧方分歧，与弹簧132的安装空间连通。由此，在压力缓冲阀130位于上方的状态下，第一切换路口21通过压力调节孔131、缓冲阀接受部127、连通孔128等与壳体10内的剩余空间连通，压力缓冲阀130有敞开的倾向。并且，在图示实施例中，虽然使用了弹簧132，但是，也可以使用与弹簧132有同样作用的例如钢板弹簧衬套、O形圈等其他部件。
下文叙述驱动源及旋转驱动机构30的构成。在本实施例中，它们的作用由驱动元件46承担。关于驱动元件46，作为一个例子由永久磁铁46A及电磁铁46B构成，实际上也可以采用作为马达作用的结构。具体地说，如图28、29(a)所示，通过下述结构构成驱动元件46，即在壳体10的内周面，在N极与S极极性不同的状态下粘贴地设置有永久磁铁46A，在阀体20对峙的两个平面上配设有电磁铁46B，该电磁铁46B通过在断面为伞状的铁芯上沿纵向卷绕有线圈46Ba而构成。采用这种构成时，在壳体10的下面中心还设置有如图29(b)、(c)所示的下轴承15a。
通过供电端子47从外部将电流供给各电磁铁46B的线圈46Ba时，使阀体20旋转。另外，在阀体20上配设电磁铁46B的手段可以考虑使用各种结构，在这种场合，阀体20可与铁芯形成一体，也可以单独形成然后用适当的固定装置组装在一起。再者，虽然图中省略了，但是也可以在壳体10内设置用于限制阀体20旋转位置的适当的限制器。
下文，以构成本实施例特征的压力缓冲机构的旋转运动为中心，对于上述构成的经过图28～图32所示实施例的动作状态进行说明。在以下说明中，以进行暖气设备运转的状态为最初状态，以一度运转停止并切换到冷气设备、除湿运转的状态为最终状态进行叙述。
(1)暖气设备运转进行暖气设备运转时，如图3所示，阀体20的第二切换路口22与第二配管H2连接，第三切换路口23与第三配管H3处于非连接状态。在这种场合，如图30(a)所示，压力缓冲阀130由从压缩机2供给的高压气体制冷剂推压，成为位于下方的状态，用于支持压力缓冲阀130的弹簧132也处于被压缩的状态。并且，严格来说，高压气体制冷剂通过压力调节孔131进入缓冲阀接受部127的尖端空间或弹簧132的周边，使压力缓冲阀130受与上述推压方向相反方向的若干推压力。但是，由于从上方作用的由高压气体制冷剂流产生的推压力比较大，因此，压力缓冲阀130朝该推压力方向移动到下方。另外，推压时压力缓冲阀130的锥状尖端部130a通过与缓冲阀接受部127的锥状位置形成的支撑面127a密封接触而封闭连通孔128，因此，高压气体制冷剂不经过连通孔128流动。于是，第一切换通道R1等与压缩机2的排出口连接而处于高压状态，壳体10内部与压缩机2的吸入口连接而处于低压状态。另外，在本实施例中，虽然压力缓冲阀130由高压气体制冷剂直接推压，但是，例如在压力缓冲阀130的上端设置波纹管(隔膜)等中间部件，间接地推压压力缓冲阀130的形式也是可行的。
(2)冷气设备运转停止一旦暖气设备运转停止，高压气体制冷剂也就不会从压缩机2供给，解除了推压力，压力缓冲阀130如图30(b)所示，借助于弹簧132的弹力处于向上方伸出的状态。成为这种状态时，压力缓冲阀130的锥状尖端部130a与缓冲阀接受部127的做成锥状的支撑面127a之间不会形成密封接触，打开连通孔128，这时，压力缓冲阀130有朝推压时候以外敞开的倾向。并且，成为高压的第一切换路口21通过压力调节孔131、缓冲阀接受部127、连通孔128与壳体10内的剩余空间连通，使壳体10内的压力差逐渐减少。这样，到壳体10内的压力差减少为止，需要1分钟左右的时间，之后，在进行例如冷气设备运转等时，使用记时器等进行切换运转。
(3)冷气设备、除湿运转时在切换到冷气设备、除湿运转时，如图4所示，阀体20旋转，第三切换路口23与第三配管H3连接，第二切换路口22与第二配管H2处于非连接状态。另外，这种切换是在壳体10内压力差减少的状态下进行的，因而，作用在流路切换装置1本体上的负荷也变少，能圆滑地进行阀体20的旋转。另外，在这种场合，阀体20内的压力缓冲阀130的状态与暖气设备运转时一样，其说明省略。
这样，在采用图28～图32所示实施例的场合，进行冷暖气装置的运转切换时，可在短时间内减少壳体10内所产生的压力差及温度差，可圆滑地进行切换操作。另外，由于不会产生技术的压力变化及温度变化，因而，能缩小作用在壳体10、阀体20等构成部件上的负荷，提高流入切换装置1本身的耐久性。再者，在压力缓冲阀130被支持成有朝受压力作用的情况之外敞开的倾向的场合，当压力缓冲阀130受到冷暖气装置运转过程中的压力时，位于下方位置，将与壳体10内部连通的连通孔128封住，由此可防止高压气体制冷剂的泄漏，当压力缓冲阀130不受压力作用即运转停止时，压力缓冲阀130位于上方位置，能在短时间内减少壳体10的内部压力差。
在这样的本发明中，以能防止工作介质泄漏为前提条件，而且要得到更高的热交换效率是必不可缺的。因此，如上文所述，第一切换路口21、第二切换路口22及第三换路口23可以采用各种密封结构。最后，对于到目前为止还没有叙述的其他几个密封结构根据图31、图32进行简单地叙述。例如可采用图31(a)所示的O形圈结构，即利用O形圈R的弹性将密封部件E压接在壳体10的内壁面上。另外，还可以采用图31(b)、(c)、(d)、(e)所示的代替O形圈R而用弹簧S、利用该弹簧S的弹性的弹簧结构以及图31(f)所示的O形圈R与弹簧S双方并用的结构。再者，也可以采用图32(a)、(b)所示的唇形密封，即在各切换路口的内壁嵌入带有唇形密封部件B的管状部件，该唇形密封部件B受到工作介质内压的作用，由此压接密封部件E。而且，采用图32(c)、(d)所示的将套筒SL等组装成多重的套筒结构。
实施例6下文叙述图33所示的实施例。该实施例沿用了图1～图9所示的实施例的基本构成，但还具有如下不同之处。也就是说，在前述各实施例中，采用了阀体20配置在上部、旋转驱动机构30夹持在中间、驱动源配置在下部的基本结构(但图28～图32所示的实施例5例外，驱动源配置在阀体20的侧周部)，然而，在本实施例中，采用的结构与这种配置结构相反，上部配置图中省略了的驱动源，旋转驱动机构30夹持在中间，下部配置阀体20。
具体说，如图33所示，从壳体10的上面稍靠近圆周的位置朝上方配置第二配管H2，另外，从壳体10的下面中心朝下方配置第一配管H1。从壳体10的上面配置有第三配管H3，另外，从壳体10的上面或侧周面另外配置图中省略的第四配管H4。作为未图示的驱动源的马达M沿第二配管H2到第三配管H3而设置，为了使驱动源马达M与第二配管H2到第三配管H3不发生干涉，在壳体10的上面中心稍向圆周侧错开的位置配置马达M。
随之，减速机构31的齿轮系34的部分与前述实施例也不相同，轴32由输入轴32A、中间轴32B、输出轴32C三根轴构成，通过安装中间轴32B，可避免与第二配管H2至第三配管H3的干涉。因此，马达M的旋转通过传动机构6首先传递给松动地镶嵌在输入轴32A上的一级小径齿轮33，然后顺次传递给松动地嵌在中间轴32B、输入轴32A上的二级、三级、……的齿轮，最终传递给松动地嵌在与旋转轴26一体旋转的输出轴32C上的最下级齿轮33。在本实施例中，由于旋转轴26至少转动80°左右才是充分的，因此，上述最下级齿轮33是扇形齿轮33C，但这一方面与前述实施例中的情况相同，这样，扇形齿轮33C也适用于前述各实施例。
图33中所示的实施例与图2中所示的实施例相同，在输入轴32A的上端面处设置永久磁铁62，在非接触状态下驱动该永久磁铁62。但也不必一定限于此种实施形态，如图34所示，传动机构6例如形成如图7、8所示那样的嵌套状，而且，驱动元件6A或被动元件6B之任一方，作为一个例子，可以适用钢板63等磁性体来代替永久磁铁。因而在图34中所示的实施例中，被动元件6B适用钢板63。
通过上述传递使旋转轴26旋转，由此使与前述各实施例的阀体20有相同上下反转的结构的图示的阀体20转动，可实现与第二连接口12至第三连接口13的切换。
实施例7下面说明图35所示的实施例。该实施例沿用了实施例6的基本构成，虽也是上部配置驱动源，旋转驱动机构30夹持在中间，下部配置阀体20的构成，但有以下不同。即，特别是阀体20和分隔部件10a之间的密封构造，以及从第二配管H2到第四配管H4的各配管的密封构造更加可靠。
首先来说明阀体20和分隔部件10a之间的密封构造。为了用于冷暖气装置中，这种流路切换装置主要在组装当初开始运转冷暖气装置之际，充填氟隆气等适宜的工作介质之后，虽然就处于能够运转的状态，但为了全面充填工作介质的目的，在充填之前，进行使全部管路暂时处于真空状态的所谓抽真空的操作。另一方面，在其后运转时，为循环工作介质，使阀体20侧处于高压状态。此时必须防止工作介质在减速作用室7等内的泄漏。
这时，阀体20和分隔部件10a之间的密封构造比较坚固，虽在抽真空时管路内部能迅速达到真空，但减速作用室7内却得不到真空状态，因而常压部分的减速作用室7成为宛如处于真空状态的管路途中的状态，从阀体20和分隔部件10a的连接部分只是逐渐泄漏出微量的气体，而破坏管路内的真空气氛。也就是说，即使采用坚固的密封构造，也不能完全而可靠地防止随时间的流逝而产生的泄漏。因而，在本实施例中，阀体20和分隔部件10a之间的密封构造并不是制成坚固的结构，而是在驱动阀体20用的旋转轴26和分隔部件10a之间设置单向阀27的结构。该单向阀27由树脂或金属、或合成橡胶等适宜的材料制成，其在减速作用室7一侧的端部形成扩张为喇叭状的筒状，该扩张部27a通过缩窄、敞开动作，完成对工作介质的止逆功能。即，如图35的放大图所示，在抽真空时，由于阀体20一侧要变为真空状态，通过它的吸引作用，单向阀27的扩张部27a敞开，减速作用室7内部也迅速成为真空气氛。另一方面，在开始运转时，由于阀体20一侧成为高压状态，单向阀27的扩张部27a缩窄而贴附在分隔部件10a上。
下面来说明从第二配管H2到第四配管H4的各配管的密封构造。首先，各配管在壳体10侧方的连接形态沿用上述图1～9所示的实施例1的结构。其密封构造也如图35所示那样，首先各配管的外层为双层构造，外侧套管Ha和内侧套管Hb设置成外套筒状。外侧套管Ha相对于各配管和壳体10，其外周全部用金属加固；而设置在其内侧的内侧套管Hb朝向壳体10延伸得更长些，压入树脂制的分隔部件10a中。为了使此压入状态更加可靠，在内侧套管Hb的更内侧设置反环箍状的增强管Hc，使该增强管Hc产生向外的力，以期得到坚固的密封构造。也就是说，通过分隔部件10a和增强管Hc的勒紧、各套管和各配管、壳体10和各配管的加固等，使各配管的密闭性更加提高。
本发明采用了通过以上各种实施例具体化的发明构成，通过采用这样的发明构成，可以得到下文叙述的各种效果。
即是说，根据权利要求1记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，壳体10内部可以处在常时低压气氛下或高压气氛下，能始终将均一的压力外加到阀体20的全周，良好地进行平衡，而且使阀体20圆滑地旋转，与阀体20的定轴旋转相结合，可实现适当的预期的流路切换。
除此之外，通过把第二切换路口22与第三切换路口23对称地配置在以第一切换路口21为中心的该第一切换路口21的直径线上，可以消除沿第一切换路口21轴线方向所产生的向上和向下的压力差，由此，有效地除去了施加到阀体20上的偏载荷，进而与上述外加的均一压力效果相结合，可以有效地防止随着阀体20的倾斜使密封性的降低。
根据权利要求2记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，由于不需要附设用于把阀体20推压到分隔部件10a上的别的装置或机构，利用基于上述有效受压面积差的外加压力的差压推压阀体20使之移动，同时压接密封部件25，能可靠地保证第二切换路口22与第二连接口12之间、第三切换路口23与第三连接口13之间的气密状态，可提供结构简单、可靠性高的旋转式流路切换装置。
根据权利要求3记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，由于设置有传动机构6，该传动机构6具有在互相处于非接触状态下传递驱动源旋转的驱动元件6A与被动元件6B，因此，能够比较简单地构成阀体20，可进一步提高阀体20的密封性。另外，通过将阀体20的旋转轴26容纳在壳体10的内部，壳体10实际上以旋转的被动元件6B密封。即使例如工作介质从旋转轴26的周边部分泄漏，但不会漏到壳体10的外面，因而，能有效地进行热交换。
根据权利要求4、5、6或7记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，具有与上述效果相叠加的作用，能进一步提高密封性。
根据权利要求8记载的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，由于密封部件25a跟踪随着阀体20的上下、左右、前后或旋转方向的运动所产生的变位而变形，因而，随着该阀体20的运动，不会对第一连接口11与第一切换路口21之间的间隙变化产生任何影响，能进一步得到高的密封性。除此之外，由于波纹管式密封部件做成碗形，在将其配置成倒扣状态的场合，能充分适应壳体10内的压力变化，而密封性与压力上升成比例地提高，因而对内压力的密封性也能够得到及其优良的效果。
权利要求
1.一种冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，包括壳体、旋转驱动机构以及阀体，所述壳体具有与压缩机的排出口或吸入口连接的第一连接口、与室内热交换器连接的第二连接口、与室外热交换器连接的第三连接口、与压缩机的吸入口或排出口连接的第四连接口，所述旋转驱动机构设置在该壳体内部的经过前述第一连接口的轴线上，所述阀体由所述旋转驱动机构自由旋转地支撑着，并具有从第一切换路口向第二切换路口连通的第一切换通道以及从第一切换路口向第三切换路口连通的第二切换通道，所述第一连接口与第一切换路口始终连通，另一方面，通过阀体往复旋转一定角度，使所述第二连接口与第二切换路口、第三连接口与第三切换路口有选择地连通，有选择地切换第一切换通道与第二切换通道连通的两个流路，同时，所述第二切换路口与第三切换路口以第一切换路口为中心对称地配置在该第一切换路口的直径线上。
2.一种冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，包括壳体、旋转驱动机构以及阀体，所述壳体具有与压缩机的排出口或吸入口连接的第一连接口、与室内热交换器连接的第二连接口、与室外热交换器连接的第三连接口、与压缩机的吸入口或排出口连接的第四连接口，所述旋转驱动机构设置在该壳体内部的经过前述第一连接口的轴线上，所述阀体由所述旋转驱动机构自由旋转地支撑着，并具有从第一切换路口向第二切换路口连通的第一切换通道以及从第一切换路口向第三切换路口连通的第二切换通道，所述第一连接口与第一切换路口始终连通，另一方面，通过阀体往复旋转一定角度，使所述第二连接口与第二切换路口、第三连接口与第三切换路口有选择地连通，有选择地切换第一切换通道与第二切换通道连通的两个流路，同时，在所述第二连接口与第二切换路口之间、第三连接口与第三切换路口之间设置具有适当形状或结构的密封部件，并且，将相对于所述第一切换路口的工作介质的第一有效受压面积设定成大于相对于所述第二切换路口及第三切换路口的工作介质的第二有效受压面积，根据基于这些有效受压面积的差的外加压力的差压，能确保所述密封部件的气密性。
3.一种冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，包括壳体、旋转驱动机构以及阀体，所述壳体具有与压缩机的排出口或吸入口连接的第一连接口、与室内热交换器连接的第二连接口、与室外热交换器连接的第三连接口、与压缩机的吸入口或排出口连接的第四连接口，所述旋转驱动机构设置在该壳体内部的经过前述第一连接口的轴线上，所述阀体由所述旋转驱动机构自由旋转地支撑着，并具有从第一切换路口向第二切换路口连通的第一切换通道以及从第一切换路口向第三切换路口连通的第二切换通道，所述第一连接口与第一切换路口始终连通，另一方面，通过阀体往复旋转一定角度，使所述第二连接口与第二切换路口、第三连接口与第三切换路口有选择地连通，有选择地切换第一切换通道与第二切换通道连通的两个流路，同时，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
4.根据权利要求1所述的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，在所述第二连接口与第二切换路口之间、第三连接口与第三切换路口之间设置具有适当形状或结构的密封部件，并且，将相对于所述第一切换路口的工作介质的第一有效受压面积设定成大于相对于所述第二切换路口及第三切换路口的工作介质的第二有效受压面积，根据基于这些有效受压面积的差的外加压力的差压，能确保所述密封部件的气密性。
5.根据权利要求1所述的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
6.根据权利要求2所述的冷暖气转置的工作介质流路切换装置，其特征是，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
7.根据权利要求4所述的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，在所述旋转驱动机构上设置有传动机构，该传动机构具有以彼此非接触状态传递驱动源的旋转的驱动元件及被动元件，并且，所述被动元件在密闭状态下容纳地配置在壳体内部，同时从所述驱动元件至驱动源的部位是设置在壳体的密封范围之外的。
8.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，在所述第一连接口与第一切换路口之间设置有波纹管式密封部件。
9.根据权利要求8所述的冷暖气装置的工作介质流路切换装置，其特征是，所述波纹管式密封部件具有碗形形状，并配置成倒扣状态。
全文摘要
本发明提供冷暖气装置的工作介质流路切换装置,该装置能将均一的压力外加到阀体的全周上,使阀体圆滑地旋转,可防止阀体的运动等所产生的密封性的降低。其中,对于具有第一连接口11、第二连接口12、第三连接口13、第四连接口14的壳体10,设置由旋转驱动机构30在一定角度内往复旋转驱动的阀体20,通过该阀体20有选择地切换第一切换通道R1与第二切换通道R2。阀体20的第二切换路口22与第三切换路口23以第一切换路口21为中心对称地配置在该第一切换路口21的直径线上。
文档编号F16K11/072GK1242485SQ9910853
公开日2000年1月26日 申请日期1999年6月23日 优先权日1999年6月23日
发明者外山勇 申请人:富士注射器株式会社