(57)【要約】【課題】  容易な構造により、三種類の流路を構成することができる電動式三方弁及びこれを備えたアルカリイオン整水器を提供する。【解決手段】  弁体１４を回転駆動することにより、第１の通路１４ｅと流入口１２３ａとが接続されるとともに、第１の通路１４ｅと第１の流出口１１１ｂとが接続される。これにより第１の流路が構成される。また、弁体１４を時計回り方向に９０度回転させると、第２の通路１４ｆと流入口１２３ａ及び第２の流出口１１１ｃとが接続される。これにより第２の流路が構成される。さらに、弁体１４を時計回り方向に９０度回転させると、第１の通路１４ｅと第１の流出口１１１ｂとが接続されるとともに、第１の通路１４ｅと第２の流出口１１１ｃとが接続される。これにより第３の流路が構成される。【選択図】  図１
2006300162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動される弁体と、この弁体を弁室内で回転自在に収納するとともに前記弁室と連通しＴ字型に配置された第１乃至第３のポートを有する弁本体とを備えた電動式三方弁であって、
前記第１のポート及び前記第３のポートは、前記弁体の中心軸の軸方向と直交する方向に直線状に配置され、前記第２のポートは、前記弁体の中心軸の軸方向かつ前記弁体の底面側に配置され、
前記弁体は、底面と該底面と直交する面とを連通するＬ字型の第１の通路と、この第１の通路と直交する方向に貫通して形成された第２の通路とを有し、
前記弁体が回転することによって、前記弁体の第１の通路は、前記第１のポート及び前記第２のポート、および、前記第２のポート及び前記第３のポートと接続可能であり、
前記弁体が回転することによって、前記弁体の第２の通路は、前記第１のポートと前記第３のポートと接続可能であることを特徴とする電動式三方弁。
【請求項２】
前記第１のポートが流入口を構成し、前記第２のポートが第１の流出口を構成し、前記第３のポートが第２の流出口を構成することを特徴とする請求項１に記載の電動式三方弁。
【請求項３】
前記弁体は、前記第１の通路及び前記第２の通路と連通する面を面取りしたボール状弁体であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動式三方弁。
【請求項４】
前記弁本体は、弁ケースと、この弁ケースの開口部を塞ぐ弁カバーとにより構成されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電動式三方弁。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電動式三方弁を備えたアルカリイオン整水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動式三方弁及びこれを備えたアルカリイオン整水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、流体の流路を切り換えるためにボール状弁体を用いた電動式三方弁が用いられることがある（例えば、特許文献１）。図６に示すように、この種の三方弁は、弁ケース１０１と、弁ケース１０１を閉じる弁カバー１０２と、弁ケース１０１から延びた管の端部により構成される流入口１０１ａ及び第２の流出口１０１ｂと、弁カバー１０２から延びた管の端部により構成される第１の流出口１０２ａと、弁ケース１０１内に弁室１０５とを備えている。
【０００３】
また、この三方弁は、弁室１０５内における流入口１０１ａ，第１の流出口１０２ａ及び第２の流出口１０１ｂを連通する流路の交差部に設けられたボール状弁体１０６と、ボール状弁体１０６の中心軸上に配置されるとともにモータ１０７の出力軸と連結される弁軸１０８と、ボール状弁体１０６を保持するとともに弁室１０５と流入口１０１ａ，第１の流出口１０２ａ及び第２の流出口１０１ｂとの間で流体の漏洩を防止するパッキン１０９とを備えている。
【０００４】
ボール状弁体１０６には、図６（ｃ）に示すように、中心部付近で合流する断面が円形の流入路１０６ａと流出路１０６ｂとが形成されている。
【特許文献１】特開平５−１８４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した図６に示した電動式三方弁では、モータ１０７により弁軸１０８を介してボール状弁体１０６を回転駆動することにより流路の切り換えを行う。具体的には、図６（ａ）に示すように、流出路１０６ｂと第１の流出口１０２ａとを接続する。なお、流入路１０６ａと流入口１０１ａとは常時接続されている。これにより流入口１０１ａから第１の流出口１０２ａへの流体の流路を構成することができる。また、図６（ａ）に示す状態から、ボール状弁体１０６を時計回り方向に１８０度回転させて切り換えることにより、図６（ｂ）に示すように、流出路１０６ｂと第２の流出口１０１ｂとを接続する。これにより流入口１０１ａから第２の流出口１０１ｂへの流体の流路を構成することができる。
【０００６】
しかしながら、このような電動式三方弁では、二種類の流路を構成する切り換えしか行えず、三種類の流路を構成する切り換えを行うことができないという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、容易な構造により、三種類の流路を構成することができる電動式三方弁及び当該電動式三方弁を備えたアルカリイオン整水器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の電動式三方弁は、
回転駆動される弁体と、この弁体を弁室内で回転自在に収納するとともに前記弁室と連通しＴ字型に配置された第１乃至第３のポートを有する弁本体とを備えた電動式三方弁であって、
前記第１のポート及び前記第３のポートは、前記弁体の中心軸の軸方向と直交する方向に直線状に配置され、前記第２のポートは、前記弁体の中心軸の軸方向かつ前記弁体の底面側に配置され、
前記弁体は、底面と該底面と直交する面とを連通するＬ字型の第１の通路と、この第１の通路と直交する方向に貫通して形成された第２の通路とを有し、
前記弁体が回転することによって、前記弁体の第１の通路は、前記第１のポート及び前記第２のポート、および、前記第２のポート及び前記第３のポートと接続可能であり、
前記弁体が回転することによって、前記弁体の第２の通路は、前記第１のポートと前記第３のポートと接続可能であることを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１のポートが流入口を構成し、前記第２のポートが第１の流出口を構成し、前記第３のポートが第２の流出口を構成するようにしてもよい。
【００１０】
また、前記弁体は、前記第１の通路及び前記第２の通路と連通する面を面取りしたボール状弁体であるようにしてもよい。
【００１１】
また、弁ケースと、この弁ケースの開口部を塞ぐ弁カバーとにより構成されるようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明のアルカリイオン整水器は、上述した電動式三方弁を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、容易な構造により、三種類の流路を構成することができる電動式三方弁及びこれを備えたアルカリイオン整水器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態に係る電動式三方弁について、以下図面を参照して説明する。電動式三方弁１０は、例えばアルカリイオン整水器において、流体の流路を切換、変更するための切換弁として用いられる。この電動式三方弁１０は、一つの流入口と二つの流出口を有する。
【００１５】
電動式三方弁１０は、図１に示すように、弁ケース１１と、弁ケース１１の開口部を閉じる弁カバー１２と、弁ケース１１と弁カバー１２により形成された空間である弁室１３と、弁室１３内に配置された弁体１４と、モータ１６の出力軸と連結された弁軸１５とを備えている。なお、弁ケース１１及び弁カバー１２により弁本体が構成される。
【００１６】
弁ケース１１は、主に弁室１３内に弁体１４を保持するためのものである。弁ケース１１は、弁室１３を構成する弁ケース本体１１ａと、弁ケース本体１１ａから延出して形成された第１の流出管１１ｂ及び第２の流出管１１ｃと、弁軸１５の軸受部１１ｄとを備えている。弁ケース本体１１ａは、一面が開口しており、この開口が弁カバー１２によって閉じられる。第１の流出管１１ｂは、弁ケース本体１１ａの軸受部１１ｄが形成された上面と対向する下面に形成されている。すなわち、第１の流出管１１ｂは、弁軸１５と軸方向が同じである。第１の流出管１１ｂの端部は、第１の流出口１１１ｂ(第２のポート)となっている。また、第２の流出管１１ｃは、弁ケース１１ａの弁カバー１２により閉じられる面と対向する面で、第１の流出管１１ｂが形成された面と直交する面に形成されている。すなわち、第１の流出管１１ｂと第２の流出管１１ｃとは直交する方向に延びて形成されている。第２の流出管１１ｃの端部は、第２の流出口１１１ｃ(第３のポート)となっている。
【００１７】
弁カバー１２は、弁ケース本体１１ａの一面を塞ぎ、弁ケース１１とともに弁室１３を形成する。弁カバー１２はビス１８により弁ケース本体１１ａに取り付けられており、弁カバー１２と弁ケース本体１１ａとの間は、Ｏリング１７により封止されている。弁カバー１２には、Ｌ字型の流入管１２ａが延出して形成されている。流入管１２ａは、第２の流出管１１ｃと軸方向が同じである水平部１２１ａと、弁軸１５の軸方向に延びた鉛直部１２２ａとから構成されている。すなわち、水平部１２１ａは、第２の流出管１１ｃと直線状に配置されている。鉛直部１２２ａは、上方が開口されており、その端部は流入口１２３ａ(第１のポート)となっている。流入管１２ａの水平部１２１ａ、第１の流出管１１ｂおよび第２の流出管１１ｃは、弁室１３に連通しており、Ｔ字型に配置されている。
【００１８】
弁体１４は、弁室１３内に複数のパッキン１９を介して配置される。弁体１４は、弁室１３内にパッキン１９により回転自在に保持されている。パッキン１９を介することにより、弁室１３から流入管１２ａ、第１の流出管１１ｂ及び第２の流出管１１ｃへの流体の漏洩、または、流入管１２ａ、第１の流出管１１ｂ及び第２の流出管１１ｃから弁室１３への漏洩を防止することができる。
【００１９】
弁体１４は、回転駆動されることにより、流体の流路を切換、変更するためのものである。弁体１４は、図２に示すように、球状体において４つの面１４ａ〜１４ｄが面取りされた弁体である。弁体１４には、Ｌ字型に形成され、断面が楕円形である第１の通路１４ｅと、直線状に形成され、断面が楕円形の第２の通路１４ｆとが形成されている。また、弁体１４の頂部には弁軸１５と嵌合させるための嵌合溝１４ｇが形成されている。
【００２０】
第１の通路１４ｅは、弁軸１５の軸方向と直交する水平部１４１ｅと弁軸１５の軸方向に形成された鉛直部１４２ｅとにより構成されている。第１の通路１４ｅの鉛直部１４２ｅが、弁体１４の底面１４ｂと連通し、鉛直部１４２ｅが、底面１４ｂに直交するとともに球面１４ｈに対向する面１４ａと連通するように形成されている。第２の通路１４ｆは、第１の通路１４ｅと直交する方向に直線状に形成されている。また、第２の通路１４ｆは、弁体１４の両側面１４ｃ，１４ｄと連通するように形成されている。
【００２１】
弁軸１５は、弁体１４の中心軸上に配置され、弁体１４を回転駆動するための軸である。弁軸１５には、下端に、弁体１４の嵌合溝１４ｇと嵌合する凸部１５ａと、上端に、モータ１６の出力軸と連結されるための連結部１５ｂがそれぞれ形成されている。なお、モータ１６には、一例としては、ＤＣモータが用いられる。弁軸１５と弁ケース１１の軸受部１１ｄとの間は複数のＯリング２０により封止されている。
【００２２】
ここで、電動式三方弁１０を制御するための制御回路について図３を用いて説明する。制御部３０は、図３に示すように、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１とメモリ３２とドライバ３３とを備えている。ＣＰＵ３１は、電動式三方弁１０全体の制御や演算処理を行うものである。メモリ３２には、電動式三方弁１０を制御するためのプログラムや制御情報が格納されている。ドライバ３３は、ＣＰＵ３１からの制御信号に応じて、モータ１６を回転させ、モータ１６の内部に配置された位置検出ＳＷ(図示せず)からの検出信号を受け、モータ１６を所定の角度位置で停止させる。
【００２３】
操作部３４により流路の切換信号がＣＰＵ３１に入力されると、ＣＰＵ３１は、モータ１６を駆動する出力をドライバ３３に指示する。ドライバ３３は、指示に従って、モータ１６の出力軸を回転させる。これにより、この出力軸と連結した弁軸１５を介して、弁体１４が回転し、電動式三方弁１０による流体の流路の切換、変更が行われる。
【００２４】
具体的には、この電動式三方弁１０では、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、三種類の流路に切換、変更することができる。弁体１４が回転駆動されることにより、図１（ａ）及び図２(ａ)に示すように、弁体１４の第１の通路１４ｅの水平部１４１ｅと流入口１２３ａを有する流入管１２ａとが接続される。また、弁体１４の第１の通路１４ｅの鉛直部１４２ｅと第１の流出口１１１ｂを有する第１の流出管１１ｂとが接続される。これにより流入口１２３ａから第１の流出口１１１ｂへと通じる第１の流路が構成される。
【００２５】
また、図１（ａ）に示した状態から、弁体１４を時計回り方向に９０度回転させると、図１（ｂ）に示すように、弁体１４の第２の通路１４ｆと流入口１２３ａを有する流入管１２ａ及び第２の流出口１１１ｃを有する第２の流出管１１ｃとが接続される。これにより流入口１２３ａから第２の流出口１１１ｃへと通じる第２の流路が構成される。
【００２６】
さらに、図１（ｂ）に示した状態から、弁体１４を時計回り方向に９０度回転させると、図１（ｃ）に示すように、弁体１４の第１の通路１４ｅの鉛直部１４２ｅと第１の流出管１１ｂの第１の流出口１１１ｂとが接続されるとともに、弁体１４の第１の通路１４ｅの水平部１４１ｅと第２の流出管１１ｃの第２の流出口１１１ｃとが接続される。これにより第１の流出口１１１ｂと第２の流出口１１１ｃとをつなぐ第３の流路が構成される。第３の流路が構成される場合には、流入口１２３ａからの流体の流入が弁体１４により止められる。
【００２７】
なお、図１（ａ）に示した第１の流路から図１（ｃ）に示した第３の流路へと順次切り換える例について説明したが、必ずしもこの順に電動式三方弁１０による切り換えを行う必要はない。
【００２８】
二つの電動式三方弁１０Ａ，１０Ｂをアルカリイオン整水器に用いた例について図４及び図５を用いて説明する。図４に示すように、電解槽４０Ａ内の陽極，電解槽４０Ｂ内の陰極に電圧を印加すると、電解槽４０Ａ内では酸性イオン水が生成され、電解槽４０Ｂ内ではアルカリイオン水が生成される。電解槽４０Ａ内からはホースを介して酸性イオン水が電動式三方弁１０Ａへと流れる。電動式三方弁１０Ａには、切換により、図１（ａ）に示した第１の流路を構成させ、酸性イオン水は、流入口１２３ａから第１の流出口１１１ｂへと流れる。そして、電動式三方弁１０Ａから流出した酸性イオン水はホースを介して排水タンク５０Ａに貯められる。一方、電解槽４０Ｂ内からはホースを介してアルカリイオン水が電動式三方弁１０Ｂへと流れる。電動式三方弁１０Ｂには、切換により、図１（ａ）に示した第１の流路を構成させ、アルカリイオン水は、流入口１２３ａから第１の流出口１１１ｂへと流れる。そして、電動式三方弁１０Ｂから流出したアルカリイオン水はホースを介して飲み水タンク５０Ｂに貯められる。
【００２９】
このアルカリイオン整水器においては、電解槽４０Ａ，４０Ｂ内等の洗浄のために、電極の正負を逆転させる。電極の正負を逆転させると、図５に示すように、電解槽４０Ａ内ではアルカリイオン水が生成され、電解槽４０Ｂ内では酸性イオン水が生成される。電解槽４０Ａ内からはホースを介しアルカリイオン水が電動式三方弁１０Ａへと流れる。電動式三方弁１０Ａには、切換により、図１（ｂ）に示した第２の流路を構成させ、アルカリイオン水は、流入口１２３ａから第２の流出口１１１ｃへと流れる。そして、電動式三方弁１０Ａから流出したアルカリイオン水はホースを介して飲み水タンク５０Ｂに貯められる。一方、電解槽４０Ｂ内からはホースを介して酸性イオン水が電動式三方弁１０Ｂへと流れる。電動式三方弁１０Ｂには、切換により、図１（ｂ）に示した第２の流路を構成しており、酸性イオン水は、流入口１２３ａから第２の流出口１１１ｃへと流れる。そして、電動式三方弁１０Ｂから流出した酸性イオン水はホースを介して排水タンク５０Ａに貯められる。
【００３０】
また、このアルカリイオン整水器において、電動式三方弁１０Ａ，１０Ｂを切り換えて図１（ｃ）に示した第３の流路を構成させて、第１の流出口１１１ｂと第２の流主口１１１ｃとを連通させることにより、例えば、第１の流出管１１ｂ、第２の流出管１１ｃ、および、弁体１４の第１の通路１４ｅ内の洗浄を行うことができる。
【００３１】
このように本実施の形態の電動式三方弁では、第１の通路１４ｅ及び第２の通路１４ｆとが形成された弁体１４を回転駆動すれば、３つの流路を切り換えることができるので、容易な構造により三種類の流路を構成することができる。
【００３２】
以上、実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、本実施の形態では、パッキン１９のみで弁体１４を支持するようにしたが、弁座により弁体１４を保持するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、第１のポートを流入口１２３ａ、第２のポートを第１の流出口１１１ｂ、第３のポートを第２の流出口１１１ｃとする例について説明したが、第１のポート、第２のポート、及び、第３のポートのうちどのポートを流入口または流出口にするかは用途に合わせて変更することが可能である。
【００３４】
また、本実施の形態では、弁ケース１１が第１の流出管１１ｂ及び第２の流出管１１ｃを備え、弁カバー１２が流入管１２ａを備える例について説明したが、弁ケース１１に流入管１２ａを備えさせるようにしてもよいし、弁カバー１２に第１の流出管１１ｂまたは第２の流出管１１ｃを備えさせるようにしてもよい。
【００３５】
また、本実施の形態では、流入管１２ａがＬ字型である例について説明したが、流入管１２ａは直線状のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）は第１の流路を構成する場合、（ｂ）は第２の流路を構成する場合、（ｃ）は第３の流路を構成する場合の本発明の実施形態に係る電動式三方弁の概略構成を表す一部断面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）の状態における弁体の断面図であり、（ｂ）は図１（ｂ）の状態における弁体の断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る電動式三方弁を制御するための制御回路のブロック図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電動式三方弁を用いたアルカリイオン整水器の説明図である。
【図５】図４に示したアルカリイオン整水器において、流路を切り換えた場合の説明図である。
【図６】(ａ)，(ｂ)は、従来の電動式三方弁の概略構成を表す一部断面図であり、(ｃ)は、(ａ)の状態における弁体の断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      電動式三方弁
１１      弁ケース
１１ａ    弁ケース本体
１１ｂ    第１の流出管
１１１ｂ  第１の流出口
１１ｃ    第２の流出管
１１１ｃ  第２の流出口
１２      弁カバー
１２ａ    流入管
１２３ａ  流入口
１３      弁室
１４      弁体
１４ｅ    第１の通路
１４１ｅ  水平部
１４２ｅ  鉛直部
１５      弁軸
１６      モータ
１９      パッキン
３０      制御部
【図１】
2006300162.tif 000003
【図２】
2006300162.tif 000004
【図３】
2006300162.tif 000005
【図４】
2006300162.tif 000006
【図５】
2006300162.tif 000007
【図６】
2006300162.tif 000008