(57)【要約】【課題】複数系統の送・排水による水流制御が可能であるとともに、停電などによる開閉トラブルや防爆性の問題のない流路切替バルブを得る。【解決手段】バルブ本体および該バルブ本体内に形成したロッド穴に沿って摺動移動可能な流路切り替えロッドからなり、バルブ本体内部には両端に通水路を有したピストン室を、流路切り替えロッドの移動方向に沿って給水路および複数の排水路を各々形成するとともに、流路切り替えロッドには前記ピストン室内を摺動移動するピストンが一体に設けられ、流路切り替えロッドの内部には、一端を前記給水路に、流路切り替えロッドの移動に伴って他端を複数の排水路のいずれにも対向可能に開口させた通水路が設けられている。これにより構造が簡素化され、複数系統の流路切替え制御をも可能であり、停電などの電力トラブルがあったっ場合においてもバルブの切り替え動作に支障が無く、防爆のための構造を別途付加する必要もない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ本体および該バルブ本体内に形成したロッド穴に沿って摺動移動可能な流路切り替えロッドからなり、バルブ本体内部には両端に通水路を有したピストン室を、また流路切り替えロッドの移動方向に沿って給水路および複数の排水路をそれぞれ形成するとともに、流路切り替えロッドには前記ピストン室内を摺動移動するピストンが一体に設けられ、さらに流路切り替えロッドの内部には、一端を前記給水路に、また流路切り替えロッドの移動に伴って他端を複数の排水路のいずれにも対向可能に開口させた通水路が設けられていることを特徴とした水圧駆動式流路切替バルブ。
【請求項２】
流路切り替えロッド内に設けた通水路の給水路に向けた一端側の開口部が給水路をはさんで流路切り替えロッドの移動方向両側に介在させた１対のシール材間に常時位置するように構成されているところの請求項１に記載の水圧駆動式流路切替バルブ。
【請求項３】
流路切り替えロッド内に設けた通水路の排水路に向けた他端側の開口部が流路切り替えロッドの移動に伴って複数の排水路のいずれにも対向可能に設けられているところの請求項１に記載の水圧駆動式流路切替バルブ。
【請求項４】
バルブ本体のピストン室内には、流路切り替えロッドのピストンをロッドの移動方向に向けて常時付勢するバネが装入されているところの請求項１に記載の水圧駆動式流路切替バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば地下水調査の装置などに用いられる流路切替バルブに関し、複数系統の送・排水による水流制御が可能であるとともに、開閉トラブルや防爆性の問題を解消した利便性の高い流路切替バルブを提供することを目的とする。
【背景技術】
【０００２】
流路切替バルブとしては、これまでに例えばヒートポンプ式空調装置のような流体を取扱うシステムに於いて、従来個々に配置されていた電磁式切替バルブを一体化することによりシステム全体を小型化し、さらに、それをモータ駆動によるロータリ切替バルブとすることにより、切替時のみの通電によって切替可能とし、省電力化を図るようにしたものが知られている。
【０００３】
具体的には配管を接続し流路を形成するために径方向に穿孔される複数個の穴が軸方向及び周方向の所定の位置に配置されているハウジングと、前記ハウジングに固定される回転用駆動手段と、前記ハウジングの内部に固定される筒状体であって前記ハウジングの前記複数個の穴と連通するように径方向に穿孔される複数個の穴が軸方向及び周方向の所定の位置に配置されていると共に、それらの穴同士が選択的に軸方向及び周方向の溝によって連通されることによって流路を形成するスプールと、前記スプールの中心の円筒形空間に挿入され流路を形成するために径方向に穿孔される複数個の穴が軸方向及び周方向の所定の位置に配置されていると共に、前記回転用駆動手段によって回転駆動されて所定の位置に停止することにより前記スプールの複数個の穴を選択的に連通させる流路を形成するロータとを備えるようにした構造のもの（特開平６−１９４００７号公報参照）である。
【０００４】
また例えば携行ポリ缶等の容器に、ガソリン、灯油又は、水等の液体を、当該容器に注入及び、当該容器より吐出する両方の行為を、ポンプを差し替る事なく実施出来るように
するために、回転翼の回転方向が一定方向である従来の簡易ポンプの流路に、流路切替バルブを取付け、流体の流れ方向を変更する事によって、吐出、注入の両機能を持たせるようにした流路切替バルブも知られている（実開平７−４８８８号公報参照）。
【０００５】
さらに図６にあらわしたように、バルブの本体１内にピストン路１ａを形成するとともに、該ピストン路１ａに沿って１本の送水ラインａと、２本の排水ラインｃおよびｄを形成し、さらに上記したピストン路１ａには本体１との間にシール材３・３を介して一方の開口部を送水ラインａのエリア内に、また本体との間にシール材４ａ・４ｂ・４ｃを介して他方の開口部を排水ラインｃ・ｄのエリア内に、それぞれ臨ませることができる送水ラインｂを内部に形成したピストン２を挿通し、本体１内においてピストン２を水圧駆動により作動させ、送水ラインａをピストン２の送水ラインｂを介して排水ラインｃに連絡〔図６（Ａ）〕し、又は排水ラインｄに連絡〔図６（Ｂ）〕して送水ルートを切り替えるようにした水圧駆動方式の流路切替バルブも考えられている。
【特許文献１】特開平６−１９４００７号公報
【特許文献２】実開平７−４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した図６に記した水圧駆動方式のものは、単一系統の制御構造であるために複数の系統についてそれぞれ別々に制御することができない難点があり、また特許文献１・２に開示されたものをはじめとした在来構造の殆どのバルブは電気的制御を基本とするものであるために、停電などの電気的トラブル発生によりバルブの開閉がただちに停止されて駆動不能になる危険がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明にあっては、電気的なトラブル発生による危険や、防爆に対する配慮の必要がなく、しかも必要に応じて複数系統の制御をも可能とするなど取り扱い性に優れた水流切り替えバルブを開発したものであって、具体的にはバルブ本体および該バルブ本体内に形成したロッド穴に沿って摺動移動可能な流路切り替えロッドからなり、バルブ本体内部には両端に通水路を有したピストン室を、また流路切り替えロッドの移動方向に沿って給水路および複数の排水路をそれぞれ形成するとともに、流路切り替えロッドには前記ピストン室内を摺動移動するピストンが一体に設けられ、さらに流路切り替えロッドの内部には、一端を前記給水路に、また流路切り替えロッドの移動に伴って他端を複数の排水路のいずれにも対向可能に開口させた通水路が設けられていることを特徴とした水圧駆動式流路切替バルブに関する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、バルブ本体内部には両端に通水路を有したピストン室を有し、通水路を通じてピストンを移動させる構造としたために、電力を用いる必要が無く、したがって停電などの電力トラブルがあった場合においてもバルブの切り替え動作に支障が無く、またたとえば地下水調査の装置などの流路切替バルブとして用いた場合には発火などの危険がないため防爆のための構造を別途付加する必要が無く、簡便に使用することができる。  
【０００９】
さらに流路切り替えロッドの内部に設けた通水路を給水路として用いるために構造が簡素化され、故障のおそれがきわめて少なく、またバルブ本体に排水路を３箇所以上形成した場合においては複数系統の流路切替え制御をも可能とするなどの作用効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下において本発明の具体的な内容を図１〜３に示されている本発明の第１実施例に基づいて説明すると、各図において１１はバルブ本体、１９は該バルブ本体１１内に上下方向に向けて設けたロッド穴１５に沿って移動可能な流路切り替えロッドをあらわしている。バルブ本体１１の内部には上下方向両端に通水路１３および１４を有したピストン室１２が設けられており、また流路切り替えロッド１９の移動方向（上下方向）に沿って給水路１６および複数の排水路１７・１８がそれぞれ形成されている。
【００１１】
また流路切り替えロッド１９には前記ピストン室１２内を摺動移動するピストン２１が一体に設けられ、さらに流路切り替えロッド１９の内部には、上記したピストン２１の部分を跨いで一端の開口２０ａをシール材２２ａ・２２ｂを介して流路切り替えロッド１９がどの位置にあっても前記給水路１６に常時通じ、また他端の開口２０ｂをシール材２２ｄ・２２ｅおよび２２ｆ・２２ｇを介して閉止または複数の排水路１７・１８のいずれかに対向可能に開口させた通水路２０が設けられている。なお２３はピストン室１２内においてピストンを上方に押し上げる方向に付勢させたバネをあらわしている。
【００１２】
上記の構成において、図１に示した状態は通水路１３を開放するとともに通水路１４からピストン室１２内に水などの液体を送水してピストン２１を上端にまで押し上げて流路切り替えロッド１９を最上方位置に移動させたことにより、給水路２０の他端開口２０ｂをシール材２２ｄと２２ｅとの間に位置させて給水路１６・２０を「閉止」状態にしてある。なおこの場合に通水路１４からの送水に代えてピストン室１２内のバネ１２の付勢力のみによってピストン２１を上方に移動させるようにしてもよい。
【００１３】
つぎに図１の閉止状態から給水路１６・２０を排水路１７に通じさせる場合においては、図２にあらわしたように、通水路１４を開放し、通水路１３からピストン室１２内に水などの液体を送水してピストン２１を僅かに下降させて流路切り替えロッド１９を矢印方向に少しだけ移動させる。これに伴って給水路２０の他端開口２０ｂがシール材２２ｅと２２ｆにより囲まれた排水路１７と対向する位置に達し、これにより給水路１６・２０を排水路１７に連通させることができる。
【００１４】
さらに図２に示した給水路１６・２０を排水路１７に連通させた状態から排水路１８に切り替えて通じさせる場合においては、図３にあらわしたように、通水路１３からピストン室１２内への送水量をさらに増し、ピストン２１をバネ２３の付勢力に抗してさらに下降させ、流路切り替えロッド１９を矢印方向にさらに移動させる。これによって給水路２０の他端開口２０ｂがシール材２２ｆと２２ｇにより囲まれた排水路１８と対向する位置に達し、給水路１６・２０を排水路１８に連通させることができる。
【００１５】
なお上記した送水路１６・２０の閉止、および排水路１７または１８への連通切り替え位置の検出については、単に通水路１３、または１４からの通水量を一定量に規制することによりおこなってもよいが、ピストン室１２内に取り付けたバネ２３の付勢力を利用し、通水路１３・１４を開放した状態でバネ２３の付勢力のみによるときには「閉止」（図１の状態）としてもよい。
【００１６】
また通水路１４を開放するとともに通水路１３から液体を通水し、バネ２３の弱い付勢力によって通水路１３からの水圧上昇により自動的に停止してピストン２１をその位置に停止させることにより給水路１６・２０を排水路１７に連通（図２の状態）し、さらに通水路１３からの水圧をさらに上昇させてバネ２３の付勢力に抗してピストン２１をさらに移動させることにより給水路１６・２０を排水路１８に連通（図３の状態）させるなど、上記のようにバネ２３の付勢力を併用するようにしてもよい。
【００１７】
さらに図４及び図５には本発明の第２実施例が示されている。これらの図面において、バルブ本体１１、およびバルブ本体１１内に上下方向に向けて設けたロッド穴１５に沿って移動可能な流路切り替えロッド１９の各基本的な構成については既述した第１実施例のものと同様であるので相違点についてのみ以下において説明をすると、バルブ本体１１には排水路１７・１８ａのほかにシール材２２ｈおよび２２ｉを介して排水路１８ｂ・１８ｃの合計４路の排水路が設けられている。
【００１８】
またピストン室１２内には弾発力は同じだが長さの異なるバネ２３ａから２３ｄまで４種のバネが装入されており、長さが最も長いバネ２３ａは排水路１７に、バネ２３ｂは排水路１８ａに、バネ２３ｃは排水路１８ｂに、バネ２３ｄは排水路１８ｃに、それぞれ対応させている。すなわち図４に示すようにピストン２１がピストン室１２内において上端に位置した状態においては流路切り替えロッド１９がバルブ本体１１のロッド穴１５内において最上端に位置し、給水路２０の他端開口２０ｂはシール材２２ｄと２２ｅとの間に位置するので給水路１６・２０が「閉止」の状態となっている。
【００１９】
そこで、通水路１４を開放するとともに、通水路１３からピストン室１２内に液体を送水していくとピストン２１は次第に下降してバネ２３ａの上端部に当接し、バネによる弾発力が加わったところで流路切り替えロッド１９の他端開口２０ｂはシール材２２ｅと２２ｆとの間に位置して排水路１７に対向連通する。通水路１３からピストン室１２内にさらに送水圧を増して送水していくとピストン２１はバネ２３ａの弾発力に抗しつつ次第に下降してバネ２３ｂの上端部に当接し、バネによる弾発力が２倍となったところで通水路１３からの給水圧力オーバーにより停止し、流路切り替えロッド１９の他端開口２０ｂはシール材２２ｆと２２ｇとの間に位置して排水路１８ａに対向連通する（図５の状態）。
【００２０】
さらに、通水路１３からの送水圧を増すと、ピストン２１はバネ２３ａ・２３ｂに抗しつつ下降してバネ２３ｃの上端部に当接し、バネによる弾発力が３倍となったところで通水路１３からの給水圧力オーバーにより停止し、流路切り替えロッド１９の他端開口２０ｂはシール材２２ｇと２２ｈとの間に位置して排水路１８ｂに対向連通する。
【００２１】
同様にさらに、通水路１３からの送水圧を増すと、ピストン２１はバネ２３ａ・２３ｂ・２３ｃに抗しつつ下降してバネ２３ｄの上端部に当接し、バネによる弾発力が４倍となったところで通水路１３からの給水圧力オーバーにより停止し、流路切り替えロッド１９の他端開口２０ｂはシール材２２ｈと２２ｉとの間に位置して排水路１８ｃに対向連通させることができる。なお上記した通水路１３からの送水量の加減については、水圧センサなどの水圧感知手段を備えた送水手段を取り付けるなどの方法により実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施例である水圧駆動式流路切替バルブの断面図。
【図２】本発明の第１実施例である水圧駆動式流路切替バルブの断面図。
【図３】本発明の第１実施例である水圧駆動式流路切替バルブの断面図。
【図４】本発明の第２実施例である水圧駆動式流路切替バルブの断面図。
【図５】本発明の第２実施例である水圧駆動式流路切替バルブの断面図。
【図６】従来の水圧駆動式流路切替バルブの断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１１      バルブ本体
１２      ピストン室
１３      通水路
１４      通水路
１５      ロッド穴
１６      給水路
１７      排水路
１８ａ    排水路
１８ｂ    排水路
１８ｃ    排水路
１９      流路切り替えロッド
２０      給水路
２０ａ    流路切り替えロッド１９の一端開口
２０ｂ    流路切り替えロッド１９の他端開口
２１      ピストン
２２      シール材
２３      バネ
【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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