(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を有する弁体と、該弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、該弁ケースに形成された流入口及び複数の流出口と、前記弁体を回転駆動して前記流出口の切換えを行うモーターとを備える切換弁であって、
前記弁体はゴム等の弾性材にて形成してあり、かつ、当該弁体には薄板材を３次元的に折り曲げて形成され強度を高める補強枠が埋設してあり、
前記補強枠は、前記モーターの弁軸と係合する部分で外部に露見するように設けられた外面露見部を備え、該外面露見部と連続して折り曲げ部を介して前記弾性材の中に埋設させ、前記弾性材の中でも折り曲げ部を有して前記流路の周囲に配置されている
ことを特徴とする切換弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切換弁に係り、特に、弁体が回転可能に収納される弁室を有する切換弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、切換弁として、例えば特開２０００−１８４０５号公報にユニットバス用のものとして四方切換弁が開示されている。
【０００３】
図８は、前記公報記載のユニットバスの一例を、概略的に図示したものであり、通常、該ユニットバスは、給湯ユニットＡ、浴槽Ｂ、四方切換弁Ｖ、及び、フィルタＣ等の機器を備え、該各機器を管路で接続した構造をしている。ユニットバスは、通常の運転においては、浴槽Ｂの湯水を、給湯ユニットＡ、フィルタＣ、四方切換弁Ｖを介して前記浴槽Ｂに戻すメイン循環路（湯水の流れを太い一点鎖線矢印（Ｉ）で示す）を用いて循環させ、前記給湯ユニットＡで湯温を調節して、浴槽Ｂ内の湯温を入浴適温に保持している。
【０００４】
前記フィルタＣは、該メイン循環路（Ｉ）を循環する湯水を洗浄するためのものであるが、湯水を循環しているとフィルタＣに湯垢や塵挨等が付着してしまい、不衛生になるおそれがある。このため定期的にフィルタＣを洗浄する必要があり、その場合は、四方切換弁Ｖを切換え、湯水を浴槽Ｂに戻すことなく、四方切換弁Ｖから給湯ユニットＡに導き、該給湯ユニットＡで湯水を昇温させながら前記フィルタＣを介して前記四方切換弁Ｖに導くように循環させる。これにより、フィルタＣは、高温の湯水を所要時間循環させることで洗浄され、洗浄が終了すると、前記四方切換弁Ｖを切換えて、前記フィルタＣからの洗浄湯水を四方切換弁Ｖを介して外部に排出する。
【０００５】
前記四方切換弁Ｖは、ユニットバスの湯水をメイン循環路、洗浄用循環路、及び、外部排出の三ルートに切換変更できるように構成されており、一つの流入口１０１と三つの流出口、即ち、洗浄用流出口１０２、戻り用流出口１０３、排出用流出口１０４を備えている。
【０００６】
図９は、前記四方切換弁Ｖの一例を縦断面図で示したものであり、該四方切換弁Ｖは、弁ケース１１２と、前記弁ケース１１２の上部に配置されたギャードモーター１２０、該弁ケース１１２の弁室１１５内に配置されたボール状弁体１３０と、該ボール状弁体１３０を前記弁室１１５内に保持するために、前記弁ケース１１２の左側面開口部１１５ａにその螺合部１３６ａで螺入される押さえシート１３６と、前記左側面開口部１１５ａを閉鎖する弁カバー１１３を備えている。前記弁ケース１１２は、下部に一つの流入口１０１と側部に二つの流出口１０４，１０２を形成しており、流出口（洗浄用流出口）１０２と流出口（排出用流出口）１０４とは９０度位相を異にして配置されている。さらに、前記弁カバー１１３にも、一つの流出口（戻り用流出口）１０３が形成されている。
【０００７】
ボール状弁体１３０は、その中心部付近で合流する断面円形の流入路１３１と流出路１３２とが穿設されており、流入路１３１は、常時、流入口１０１に接続していると共に、流出路１３２は、三つの流出口１０２，１０３，１０４に択一的に接続するように配置されている。
【０００８】
ボール状弁体１３０は、ギァードモーター１２０により弁軸１２５を介して回転駆動され、ユニットバスがメイン循環路（Ｉ）、洗浄用循環路（ＩＩ）、及び、外部排出（ＩＩＩ）の三ルートに択一的切換変更できるように、その回転位置を設定できるようになっている。弁ケース１１２の流入口１０１から流入した湯水は、ボール状弁体１３０の流入路１３１から流出路１３２へと導かれ、ボール状弁体１３０を回転して切換変更した所定の位置により、前記三つの流出口１０２，１０３，１０４に択一的に接続されて、メイン循環路（Ｉ）、洗浄用循環路（ＩＩ）、若しくは、外部排出（ＩＩＩ）の三ルートのいずれかのルートに流れるようになっており、四方切換弁Ｖは、ユニットバスの前記各循環路の切換手段として機能する。
【０００９】
さらに、四方切換弁Ｖは、弁室１１５内のボール状弁体１３０と、弁ケース１１２及び押さえシート１３６との接触部分に、複数のパッキン１４１，１４２・・・が介在されており、上記接触部分で弁室１１５から三つの流出口１０２，１０３，１０４の各々、あるいは該三つの流出口１０２，１０３，１０４の各々から弁室１１５への湯水の漏洩を防止している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来技術に於いては、上記のように複数のパッキンを準備しなければならないばかりでなく、切換弁の組立時にパッキンの装着作業が必要であり、組立工数が多くなるばかりでなく、パッキンの素材が不均一な場合には、切換弁の機能が安定しなくなるなどの不具合が生ずることがある。本発明は、かかる点に鑑み発明されたもので、その課題とするところは、部品点数が少なく、構成が簡単で組立工数が少なく、機能が安定した切換弁を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を達成すべく、本発明に係る切換弁は、下記の手段を講じた。請求項１記載の切換弁は、流路を有する弁体と、該弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、該弁ケースに形成された流入口及び複数の流出口と、前記弁体を回転駆動して前記流出口の切換えを行うモーターとを備える切換弁であって、前記弁体はゴム等の弾性材にて形成してあり、かつ、当該弁体には薄板材を３次元的に折り曲げて形成され強度を高める補強枠が埋設してあり、前記補強枠は、前記モーターの弁軸と係合する部分で外部に露見するように設けられた外面露見部を備え、該外面露見部と連続して折り曲げ部を介して前記弾性材の中に埋設させ、前記弾性材の中でも折り曲げ部を有して前記流路の周囲に配置されている。かかる手段により、弁ケース側に弁体とのシール部品を別途設ける必要がなくなる。さらに、弁体の強度を保持させながら、弾性材によるシール機能を実現させる。さらに、補強枠を変形し難くし、ひいては、弁体の全体としての変形を小さくする。さらに、弁体の製造コストを低廉化する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき、本発明の切換弁の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る切換弁の実施形態を示す第１状態断面図、図２は同切換弁の正面図、図３は同切換弁の第２状態断面図、図４は同切換弁の弁体の縦断面図（Ａ）、（Ｂ）及び平面図（Ｃ）、図５は同弁体に内装される補強体の斜視図、図６は図３の弁ケース角部の拡大図、図７は図３の弁ケース角部の別例の拡大図である。なお、図１〜７において、図８，９と同一部分には同一符号を付して説明は省略している。
【００１３】
本実施例における切換弁は、球体状の弁体１０に流入路１１と流出路１２とからなる流路が形成されること、弁体１０が回転可能に収納される弁室２１を有すること、弁ケース２０には流入口２２及び３つの流出口２３，２４，２５が形成されること、及び、流入口２２と流出口２３，２４，２５とは流路１１，１２によって選択的に連通可能なこと、などは従来技術と基本的に変わるものではない。
【００１４】
本実施例における切換弁の第１の特徴は、弁体１０における弁ケース２０との少なくとも摺接部分１０ａを、シール可能な弾性材で構成することにある（特に、図３参照）。本実施例では、弁体１０全体を弁ケース２０との間でシール可能な弾性材、即ち、ゴムで構成している。そして、更に弁体１０の全体形状を強固に保持させるために、ゴムの中に図５に示すような補強枠１３を内在させている。また、補強枠１３には、弁軸１２５からの回転力を受ける弁軸受け凹部１３ａを形成する。図４に示すように、凹部１３ａが外部に露見するように設けられた外面露見部となっている。さらに、図４、５に示すように、補強枠１３は、対称に形成され、凹部１３ａと連続して折り曲げ部１３ｂ、１３ｃを介してゴムの中に埋設させ、ゴムの中で、折り曲げ部１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ、１３ｇを有して流路の周囲に配置されている。このように、補強枠１３には、板材を３次元的に折り曲げることで耐応力を大きくしている。
【００１５】
上記実施例の別例として、弁体１０の芯部は材料的に強度が大きい素材を用い、表面のみを弾性材で構成しても良い。また、弾性体はゴムとすることが好ましい。更に、別例として、弁体１０の表面に、ＰＴＦＥを染み込ませるか、或いは、ＰＴＦＥ混合材で成形することも、回転抵抗を低減することができ、好ましい形態である。また、弁体１０の表面素材に、ＥＰＤＭ又はテフロン（登録商標）を練りこむか、或いはコーティングするようにしてもよい。一方、弁体１０を受ける弁ケース２０側の摺接部は、弁体１０に損傷・磨耗等を発生させないために、角部２０ｂをアール形状としている。また、本発明は、切換弁に関するものであるが、その他の弁ボールにも適用が可能であることは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る切換弁は、上記構成により、下記の効果を奏する。先ず、流路を有する弁体と、該弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、該弁ケースに形成された流入口及び流出口とからなり、流入口と流出口とを流路によって連通する切換弁において、弁体における弁ケースとの少なくとも摺接部分を、弁ケースとの間でシール可能な弾性材とすることにより、弁ケース側に弁体とのシール部品を別途設ける必要が少なくなるから、部品点数を少なくして構成を簡略化でき、組立工数も少なくすることができる。
【００１７】
さらに、弁体をシール可能な弾性材で形成することにより、弁体の製造を簡単にし、弁体の汎用性を高めることができる。さらに、弾性材の中に補強枠を内在させることにより、弁体の強度を保持させながら、弾性材の柔らかさを実現する。
【００１８】
さらに、補強枠に弁軸受け凹部を形成することにより、弁軸受け凹部を弁体における弁軸からの受動部とすることで、弁軸の駆動力を確実に弁体に伝えることができる。補強枠は、３次元的に折り曲げることにより、補強枠を変形し難くし、ひいては、弁体の全体としての変形を小さくする。
【００１９】
さらに、弁体の少なくとも表面を弾性材で構成するにより、シール性を保持させたまま弁体の全体としての変形を小さくすることができる。さらに、弾性材はゴムとすることで、弁体の製造コストの低廉化を実現することができる。
【００２０】
さらに、弾性材の表面に、ＰＴＦＥを染み込ませるか、或いは、ＰＴＦＥ混合材で成形することにより、弁体の回転抵抗を低減することができる。さらに、弾性材の表面に、ＥＰＤＭ又はテフロンを練りこむか、或いはコーティングすることにより、弁体１０及び弁ケース２０の双方に損傷を受ける機会を少なくする。
【００２１】
更に、弁ケースにおける弁体との摺接部分を、弁体を損傷・磨耗等を発生させないためにＲ形状とすることで、弁体と弁ケースとの双方の摺接部分の耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る切換弁の実施形態を示す第１状態断面図。
【図２】同切換弁の正面図。
【図３】同切換弁の第２状態断面図。
【図４】同切換弁の弁体の縦断面図（Ａ）、（Ｂ）及び平面図（Ｃ）。
【図５】同弁体に内装される補強体の斜視図。
【図６】図３の弁ケース角部の拡大図。
【図７】図３の弁ケース角部の別例の拡大図。
【図８】切換弁が使用される追い焚き機能付きユニットバスの給湯系の概略図。
【図９】従来の切換弁の縦断面図。
【符号の説明】
Ａ・・・給湯ユニット
Ｂ・・・浴槽
Ｖ・・・（四方）切換弁
Ｃ・・・フィルタ
１０・・弁体（本発明）
１０ａ・・摺接部分
１１，１２・・流路
１３・・補強枠
１３ａ・・弁軸受け凹部
１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｇ・・折り曲げ部
２０・・弁ケース
２０ａ・・弁カバー
２０ｂ・・角部
２１・・弁室
２２・・流入口
２３・・（第１）流出口
２４・・（第２）流出口
２５・・（第３）流出口
１０１・・流入口
１０２・・第１（洗浄用）流出口
１０３・・第２（戻り用）流出口
１０４・・第３（排出用）流出口
１１２・・弁ケース
１１３・・弁カバー
１１５・・弁室
１１５ａ・・左側面開口部
１２０・・ギャードモーター
１２５・・弁軸
１３０・・ボール状弁体
１３１・・流入路
１３２・・流出路
１３６・・押さえシート
１３６ａ・・螺合部
１４１，１４２・・パッキン
【図１】
0004713774.tif 000002
【図２】
0004713774.tif 000003
【図３】
0004713774.tif 000004
【図４】
0004713774.tif 000005
【図５】
0004713774.tif 000006
【図６】
0004713774.tif 000007
【図７】
0004713774.tif 000008
【図８】
0004713774.tif 000009
【図９】
0004713774.tif 000010