(57)【要約】      （修正有）【課題】シール材の破損を防げる切替弁を提供する。【解決手段】本体２内に設けられた弁体３を軸４を介し回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁１において、弁体３の外周は円錐形状の円錐面３１に形成されているとともに、弁体３を回動操作する時に、弁体３を軸４方向へ移動させて、弁体３の円錐面３１と本体２の円錐面２１との間に隙間Ｓを形成させる移動手段を備え、この移動手段は、台座５のカム面５ａと弁体３の底側に設けたカム面３２で構成されている。【選択図】図２
2013092176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体内に設けられた弁体を軸を介し回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁において、
前記弁体の外周は円錐形に形成されているとともに、
該弁体を回動操作する時に、該弁体を前記軸方向へ移動させて該弁体の外周と前記本体との間に隙間を形成させる移動手段を備えている
ことを特徴とする切替弁。
【請求項２】
前記移動手段は、前記本体内に固設されたカム面を有する台座と、該台座のカム面に摺接する前記弁体側に設けられたカム面で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の切替弁。
【請求項３】
前記本体内には、前記弁体を前記台座側へ付勢するバネが設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切替弁。
【請求項４】
前記弁体の外周にはオーリングが嵌め込まれていることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の切替弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体を回動させることにより流路を切り替えできる切替弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、弁体を回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁として、例えば特許文献１に開示されているような円筒バルブ型三方弁が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４５６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、円筒バルブ型の弁体と本体との摺接部分への粉粒体の噛み込みを防止する構造が開示されているが、弁体と本体との摺接部分にオーリング等のシール材が介在している構造を採用した場合、流路切り替え時に弁体を本体内で回動させると、弁体あるいは本体側に開口形成されている流路の端縁を通過する際に、シール材であるオーリングが剪断されて切れてしまい、弁体と本体との摺接部分のシール性が悪化してしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、弁体と本体との摺接部分のシール性を悪化させることのない切替弁の提供を目的とし、この目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明の切替弁は、本体内に設けられた弁体を軸を介し回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁において、前記弁体の外周は円錐形に形成されているとともに、該弁体を回動操作する時に該弁体を前記軸方向へ移動させて該弁体の外周と前記本体との間に隙間を形成させる移動手段を備えていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の切替弁では、弁体の外周は円錐形に形成され、この弁体を回動操作する時に、移動手段を介して弁体が軸方向へ移動するため、弁体の外周と本体との間に良好に隙間が形成される。そのため、弁体を回動操作する時に回動を軽い力でスムーズに行うことができる。また、弁体の外周と本体との摺接部分にシール材が設けられている場合は、隙間が形成されるために従来のように切れることがなく、シール材が良好に保護されて、弁体と本体との摺接部分のシール性が良好に維持されるものとなる。
【０００７】
また、本発明の切替弁において、前記移動手段は、前記本体内に固設されたカム面を有する台座と、該台座のカム面に摺接する前記弁体側に設けられたカム面で構成されているものとすることもできる。
こうすれば、本体側に固設された台座のカム面と、弁体側のカム面が摺接して、弁体を回動操作する時に、弁体を良好に軸方向へ移動させて、弁体の外周と本体との間に隙間を形成させ、弁体を軽い力でスムーズに回動操作することができる。また、シール材が設けられている場合は、シール材を保護することができるものとなる。
【０００８】
また、本発明の切替弁において、前記本体内には、前記弁体を前記台座側へ付勢するバネが設けられているものとすることもできる。
こうすれば、常にはバネを介して弁体は台座側へ付勢されており、これにより弁体の外周と本体との摺接部分は良好に密着されて、シール性が確保されるものとなる。
【０００９】
また、本発明の切替弁において、前記弁体の外周にはオーリングが嵌め込まれているものとすることもできる。
こうすれば、弁体の外周側に溝等を設けてオーリングを嵌め込んで、このオーリングにより弁体の外周と本体との摺接部分を良好にシールすることができ、弁体の回動操作時には弁体の外周と本体との間に隙間が良好に形成されるため、オーリングが本体側の流路の端縁で剪断されるようなことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】切替弁の通常時の概略断面構成図である。
【図２】切替弁における弁体回動操作時の概略断面構成図である。
【図３】弁体と台座の分解斜視構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、切替弁の通常時の概略断面構成図である。
切替弁１は、流体を３方向あるいは４方向に切り替えることのできる三方弁あるいは四方弁で構成されており、本体２内に回動可能に弁体３が配置され、この弁体３の上面には上方へ突出して軸４が形成されており、この軸４には図示しないハンドルあるいはモーターが接続されるものである。また、本体２内の弁体３の下端側には、台座５が本体２に固設状に配置されている。
また、台座５と反対側の弁体３の上面にはバネ６が配置されており、このバネ６は、弁体３の上面と本体２間のバネ室２４内に配置されたものである。
なお、軸４の外周には、本体２と軸４とのシール性を確保するために上下２本のオーリング４ａ，４ａが設けられている。
【００１２】
前記弁体３は、図３に斜視図で示すような構造となっている。
弁体３の外周の上下端側は垂直な垂直円筒面３３，３３となっているが、弁体３の外周の上下方向中央部分は、下方から上方に向かって拡径する円錐面３１となっており、この円錐面３１に上下方向に長い長孔状の流路３ａ，３ｂが、例えば外周に沿って９０°の角度間隔で開口形成されている。また、弁体３の上面中央には、軸４が立設されており、弁体３の下端面は、凸部と凹部が周方向に沿って交互に形成されたカム面３２となっている。
【００１３】
なお、本体２内には、弁体３の流路３ａ，３ｂと連通整合する流路２ａ，２ｂが形成されており、例えば弁体３側の流路３ａ，３ｂおよび本体２側の流路２ａ，２ｂが水平面内で９０°の角度を隔てて開口されている場合は、弁体３を本体２内で水平面内で４５°回動させることにより、弁体３側の流路３ａ，３ｂと本体２側の流路２ａ，２ｂは整合せず切替弁１の流路が閉じられた状態となる。
なお、この本体側の流路２ａ，２ｂと弁体３側の流路３ａ，３ｂの数は、三方弁あるいは四方弁に対応する数となっている。
【００１４】
なお、本例では、弁体３の円錐面３１に開口された各流路３ａ，３ｂの外周にオーリング溝が形成されており、このオーリング溝内にオーリング７が外側から嵌め込まれたものとなっている。
従って、通常では、弁体３の円錐面３１と対応して本体２側に同一傾斜で上傾状に形成された円錐面２１にオーリング７が当接し、弁体３の円錐面３１の外周と本体２の円錐面２１の内周との摺接部分が良好にオーリング７によりシールされて、オーリング７により流体の漏れを確実に防ぐことができる。なお、本体２の円錐面２１の上下端側は、弁体３の垂直円筒面３３，３３と対応する垂直な垂直面２３，２３となっている。
【００１５】
切替弁１の弁体３を水平面内で回動させ、弁体３側の流路３ａ，３ｂと本体２側の流路２ａ，２ｂを切り替える時に、弁体３の回動に伴い、弁体３の下面のカム面３２が台座５のカム面５ａに対し回動し、弁体３を左右何れ方向に回動させた時にも、カム面３２，５ａを介して弁体３が上方へ移動されるように構成されている。
即ち、台座５のカム面５ａの凸部と弁体３のカム面３２の凸部が図２のように整合されてゆき、バネ６の付勢力に抗して弁体３が上方へ移動するものであり、これにより弁体３の円錐面３１は本体側の円錐面２１から離れて、両円錐面３１，２１間に隙間Ｓが形成されることとなる。このため、オーリング７は本体側の円錐面２１に開口されている流路２ａ，２ｂの端縁に引っ掛かって剪断力を受けて切れることがない。
【００１６】
さらに弁体３の回動が進むと、カム面５ａの凹部内にカム面３２の凸部が嵌まり込んで、図１のように本体２の円錐面２１に対し弁体３の円錐面３１が摺接状態となり、本体側の円錐面２１にオーリング７が押し付けられた状態となって、良好なシール性を確保することができるものである。
【００１７】
このように、例えば弁体３側と本体２側の流路が水平面内で９０°の間隔をなして開口されている場合には、９０°の位置が流路が整合されて開となる開状態であり、４５°の位置が流路が整合されない閉状態であるため、４５°の位置から９０°の位置へ向かって弁体３を回動させる際に、弁体３が良好に上方へ移動し、本体側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成されるように、台座５のカム面５ａと弁体３の底側のカム面３２の凹凸形状が設定されている。
【００１８】
なお、水平面内において１８０°の位置で流路が整合されて開となり、９０°の位置で流路が閉となるような切替弁１においては、９０°の閉状態から１８０°の開位置に向かって弁体３を回動させる際に、弁体３が上昇し、本体側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成され、１８０°の開位置で再び下降して、円錐面２１と円錐面３１が摺接状態となるように、台座５側のカム面５ａと弁体３側のカム面３２の凹凸形状が設定される。
即ち、弁体３を回動操作する時に、本体側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成されるようにして、オーリング７が本体の円錐面２１に形成されている流路２ａ，２ｂの周縁側に接触しないようにし、オーリング７の切れを防ぐことができるとともに、回動操作時以外には、このオーリング７により本体２と弁体３の外周間のシール性を良好に確保するものである。
【００１９】
なお、本例では、オーリング７は弁体３の外周に嵌め込んだものを例示しているが、逆に、このオーリング７は本体２側の円錐面２１に嵌め込んだ形式のものであっても、同様に、このオーリング７が弁体３に形成されている流路３ａ，３ｂの周縁側に触れて切れることを防ぐために、弁体３をその回動操作時に軸４方向へ移動させるように構成することができる。
さらに、弁体３全体をゴム製とし、オーリング７を用いない構造においても、弁体３をその回動操作時に軸４方向へ移動させるように構成することで、本体２側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成されて、弁体３を回動操作する時に回動を軽い力でスムーズに行うことができるものとなる。
【００２０】
なお、本例では、弁体３を上下方向に移動するように構成しているが、移動方向は上下方向に限定するものではなく、また、台座５は弁体３の下面側に配置しているが、弁体３の上方側であっても良く、また、バネ６は弁体３の上面側に限らず、下面側にあっても良い。
【符号の説明】
【００２１】
１  切替弁
２  本体
２ａ，２ｂ  流路
３  弁体
３ａ，３ｂ  流路
４  軸
５  台座
５ａ  カム面
６  バネ
７  オーリング
２１，３１  円錐面
３２  カム面
Ｓ  隙間
【図１】
2013092176.tif 000003
【図２】
2013092176.tif 000004
【図３】
2013092176.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月20日(2012.11.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体内に設けられた弁体を軸を介し回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁において、
前記弁体の外周は円錐形に形成されているとともに、該円錐面に、三方弁あるいは四方弁に対応する数の軸方向へ長い長孔状の流路が外周に沿って所定角度間隔で開口形成されており、該円錐面の軸方向両端側には、前記本体内に形成されている垂直面と対応する垂直円筒面が形成されてなり、
該弁体を回動操作する時に、該弁体を前記軸方向へ移動させて該弁体の円錐面の外周と前記本体との間に隙間を形成させる移動手段は、前記本体内に固設されたカム面を有する台座と、該台座のカム面に摺接する前記弁体の端面に設けられた凸部と凹部が周方向に沿って交互に形成されてなるカム面で構成され、
前記本体内には、前記弁体を前記台座側へ付勢するバネが設けられ、
前記弁体の外周にはオーリングが嵌め込まれている
ことを特徴とする切替弁。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体を回動させることにより流路を切り替えできる切替弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、弁体を回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁として、例えば特許文献１に開示されているような円筒バルブ型三方弁が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４５６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、円筒バルブ型の弁体と本体との摺接部分への粉粒体の噛み込みを防止する構造が開示されているが、弁体と本体との摺接部分にオーリング等のシール材が介在している構造を採用した場合、流路切り替え時に弁体を本体内で回動させると、弁体あるいは本体側に開口形成されている流路の端縁を通過する際に、シール材であるオーリングが剪断されて切れてしまい、弁体と本体との摺接部分のシール性が悪化してしまうという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、弁体と本体との摺接部分のシール性を悪化させることのない切替弁の提供を目的とし、この目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
本発明は、本体内に設けられた弁体を軸を介し回動させることにより流路を切り替えできるように構成した切替弁において、
前記弁体の外周は円錐形に形成されているとともに、該円錐面に、三方弁あるいは四方弁に対応する数の軸方向へ長い長孔状の流路が外周に沿って所定角度間隔で開口形成されており、該円錐面の軸方向両端側には、前記本体内に形成されている垂直面と対応する垂直円筒面が形成されてなり、
該弁体を回動操作する時に、該弁体を前記軸方向へ移動させて該弁体の円錐面の外周と前記本体との間に隙間を形成させる移動手段は、前記本体内に固設されたカム面を有する台座と、該台座のカム面に摺接する前記弁体の端面に設けられた凸部と凹部が周方向に沿って交互に形成されてなるカム面で構成され、
前記本体内には、前記弁体を前記台座側へ付勢するバネが設けられ、
前記弁体の外周にはオーリングが嵌め込まれていることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の切替弁では、弁体を回動操作する時に、弁体の円錐面外周と本体との間に良好に隙間が形成されるため、弁体を回動操作する時に回動を軽い力でスムーズに行うことができ、常にはバネを介して弁体は台座側へ付勢されており、これにより弁体の円錐面外周と本体との摺接部分は良好に密着されて、シール性が確保されるものとなる。
また、オーリングが本体側の流路の端縁で剪断されるようなことがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】切替弁の通常時の概略断面構成図である。
【図２】切替弁における弁体回動操作時の概略断面構成図である。
【図３】弁体と台座の分解斜視構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。
図１は、切替弁の通常時の概略断面構成図である。
切替弁１は、流体を３方向あるいは４方向に切り替えることのできる三方弁あるいは四方弁で構成されており、本体２内に回動可能に弁体３が配置され、この弁体３の上面には上方へ突出して軸４が形成されており、この軸４には図示しないハンドルあるいはモーターが接続されるものである。また、本体２内の弁体３の下端側には、台座５が本体２に固設状に配置されている。
また、台座５と反対側の弁体３の上面にはバネ６が配置されており、このバネ６は、弁体３の上面と本体２間のバネ室２４内に配置されたものである。
なお、軸４の外周には、本体２と軸４とのシール性を確保するために上下２本のオーリング４ａ，４ａが設けられている。
【０００９】
前記弁体３は、図３に斜視図で示すような構造となっている。
弁体３の外周の上下端側は垂直な垂直円筒面３３，３３となっているが、弁体３の外周の上下方向中央部分は、下方から上方に向かって拡径する円錐面３１となっており、この円錐面３１に上下方向に長い長孔状の流路３ａ，３ｂが、例えば外周に沿って９０°の角度間隔で開口形成されている。また、弁体３の上面中央には、軸４が立設されており、弁体３の下端面は、凸部と凹部が周方向に沿って交互に形成されたカム面３２となっている。
【００１０】
なお、本体２内には、弁体３の流路３ａ，３ｂと連通整合する流路２ａ，２ｂが形成されており、例えば弁体３側の流路３ａ，３ｂおよび本体２側の流路２ａ，２ｂが水平面内で９０°の角度を隔てて開口されている場合は、弁体３を本体２内で水平面内で４５°回動させることにより、弁体３側の流路３ａ，３ｂと本体２側の流路２ａ，２ｂは整合せず切替弁１の流路が閉じられた状態となる。
なお、この本体側の流路２ａ，２ｂと弁体３側の流路３ａ，３ｂの数は、三方弁あるいは四方弁に対応する数となっている。
【００１１】
なお、本例では、弁体３の円錐面３１に開口された各流路３ａ，３ｂの外周にオーリング溝が形成されており、このオーリング溝内にオーリング７が外側から嵌め込まれたものとなっている。
従って、通常では、弁体３の円錐面３１と対応して本体２側に同一傾斜で上傾状に形成された円錐面２１にオーリング７が当接し、弁体３の円錐面３１の外周と本体２の円錐面２１の内周との摺接部分が良好にオーリング７によりシールされて、オーリング７により流体の漏れを確実に防ぐことができる。なお、本体２の円錐面２１の上下端側は、弁体３の垂直円筒面３３，３３と対応する垂直な垂直面２３，２３となっている。
【００１２】
切替弁１の弁体３を水平面内で回動させ、弁体３側の流路３ａ，３ｂと本体２側の流路２ａ，２ｂを切り替える時に、弁体３の回動に伴い、弁体３の下面のカム面３２が台座５のカム面５ａに対し回動し、弁体３を左右何れ方向に回動させた時にも、カム面３２，５ａを介して弁体３が上方へ移動されるように構成されている。
即ち、台座５のカム面５ａの凸部と弁体３のカム面３２の凸部が図２のように整合されてゆき、バネ６の付勢力に抗して弁体３が上方へ移動するものであり、これにより弁体３の円錐面３１は本体側の円錐面２１から離れて、両円錐面３１，２１間に隙間Ｓが形成されることとなる。このため、オーリング７は本体側の円錐面２１に開口されている流路２ａ，２ｂの端縁に引っ掛かって剪断力を受けて切れることがない。
【００１３】
さらに弁体３の回動が進むと、カム面５ａの凹部内にカム面３２の凸部が嵌まり込んで、図１のように本体２の円錐面２１に対し弁体３の円錐面３１が摺接状態となり、本体側の円錐面２１にオーリング７が押し付けられた状態となって、良好なシール性を確保することができるものである。
【００１４】
このように、例えば弁体３側と本体２側の流路が水平面内で９０°の間隔をなして開口されている場合には、９０°の位置が流路が整合されて開となる開状態であり、４５°の位置が流路が整合されない閉状態であるため、４５°の位置から９０°の位置へ向かって弁体３を回動させる際に、弁体３が良好に上方へ移動し、本体側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成されるように、台座５のカム面５ａと弁体３の底側のカム面３２の凹凸形状が設定されている。
【００１５】
なお、水平面内において１８０°の位置で流路が整合されて開となり、９０°の位置で流路が閉となるような切替弁１においては、９０°の閉状態から１８０°の開位置に向かって弁体３を回動させる際に、弁体３が上昇し、本体側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成され、１８０°の開位置で再び下降して、円錐面２１と円錐面３１が摺接状態となるように、台座５側のカム面５ａと弁体３側のカム面３２の凹凸形状が設定される。
即ち、弁体３を回動操作する時に、本体側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成されるようにして、オーリング７が本体の円錐面２１に形成されている流路２ａ，２ｂの周縁側に接触しないようにし、オーリング７の切れを防ぐことができるとともに、回動操作時以外には、このオーリング７により本体２と弁体３の外周間のシール性を良好に確保するものである。
【００１６】
なお、本例では、オーリング７は弁体３の外周に嵌め込んだものを例示しているが、逆に、このオーリング７は本体２側の円錐面２１に嵌め込んだ形式のものであっても、同様に、このオーリング７が弁体３に形成されている流路３ａ，３ｂの周縁側に触れて切れることを防ぐために、弁体３をその回動操作時に軸４方向へ移動させるように構成することができる。
さらに、弁体３全体をゴム製とし、オーリング７を用いない構造においても、弁体３をその回動操作時に軸４方向へ移動させるように構成することで、本体２側の円錐面２１と弁体３側の円錐面３１間に隙間Ｓが形成されて、弁体３を回動操作する時に回動を軽い力でスムーズに行うことができるものとなる。
【００１７】
なお、本例では、弁体３を上下方向に移動するように構成しているが、移動方向は上下方向に限定するものではなく、また、台座５は弁体３の下面側に配置しているが、弁体３の上方側であっても良く、また、バネ６は弁体３の上面側に限らず、下面側にあっても良い。
【符号の説明】
【００１８】
１  切替弁
２  本体
２ａ，２ｂ  流路
３  弁体
３ａ，３ｂ  流路
４  軸
５  台座
５ａ  カム面
６  バネ
７  オーリング
２１，３１  円錐面
３２  カム面
Ｓ  隙間