(57)【要約】      （修正有）【課題】弁体と弁座との間のシールを安定して確保し、駆動源にかかる負荷を低減し、構成が簡単で、弁体の劣化を防止できる流路切換弁を提供する。【解決手段】弾性体からなり、相反する方向に開口する２つの椀状部９ａ、９ｂを有する弁体と、弁体を支持する支持部を有する弁棒８と、弁体及び弁棒が回転可能に収容される弁室２ａを有する弁本体２と、弁室に連通する入口ポート３ａと、弁室に連通する２つの出口ポート４ａ、５ａと、２つの出口ポートを開閉するため、弁体と接離する２つの弁座２ｂ、２ｃとを備え、弁棒がその軸線周りに回転し、弁体の椀状部のいずれか一方を、２つの出口ポートのいずれか一方の弁座に押圧することにより、一方の出口ポートを閉じ、他方の出口ポートを開く状態と、弁体の椀状部の他方を、他方の出口ポートの弁座に押圧することにより、他方の出口ポートを閉じ、一方の出口ポートを開く状態とを切り換える流路切換弁。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性体からなり、前面側に凹部が形成されるように湾曲形成された少なくとも１つの椀状部を有する弁体と、
該弁体を支持する弁棒と、
前記弁体及び前記弁棒が回転可能に収容される弁室を有する弁本体と、
前記弁室に連通する入口ポートと、
前記弁室に連通し、前記弁体と接離する弁座を有する少なくとも１つの出口ポートとを備え、
前記弁棒がその軸線周りに回転することにより、前記椀状部の前面外周部が前記出口ポートの弁座に当接し、さらに前記椀状部の後部が後退して前記凹部の容積が減少するように前記弁体が押圧されて、該出口ポートを閉じることを特徴とする流路切換弁。
【請求項２】
前記弁棒は前記弁体を支持する支持部を備え、
前記弁体は２つの椀状部を備えると共に各椀状部の凹部が互いに逆向きとなるように形成され、さらに前記支持部が挿入される収容部を備えたことを特徴とする請求項１記載の流路切換弁。
【請求項３】
前記支持部はその先端に取付用突起を備え、
前記弁体は、前記収容部の先端に前記取付用突起に係合する取付孔を備えたことを特徴とする請求項２記載の流路切換弁。
【請求項４】
前記弁棒は前記弁体を支持する支持部を備え、
前記弁体は１つの椀状部を備え、前記支持部に取り付けられたことを特徴とする請求項１記載の流路切換弁。
【請求項５】
前記支持部には、前記弁体が互いに逆向きに２つ設けられたことを特徴とする請求項４記載の流路切換弁。
【請求項６】
前記弁体はその中心部にカラーを備え、該カラーにボルトを挿入して前記支持部に取り付けられたことを特徴とする請求項４又は５記載の流路切換弁。
【請求項７】
前記弁体を前記弁棒の回転方向に摺動自在に支持する摺動支持手段と、
前記弁体の椀状部を前記出口ポートの弁座に当接させた際に、該椀状部を該弁座の方向に付勢する付勢手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の流路切換弁。
【請求項８】
前記摺動支持手段は、前記弁体を遊びをもって支持することを特徴とする請求項７記載の流路切換弁。
【請求項９】
前記摺動支持手段は、
先端に前記弁体が固着された摺動軸体と、
前記弁棒に設けられ、前記摺動軸体を摺動自在に挿入する挿入孔を備えた支持体とより成ることを特徴とする請求項７又は８記載の流路切換弁。
【請求項１０】
前記軸体の両端にそれぞれ弁体が固着されていることを特徴とする請求項９記載の流路切換弁。
【請求項１１】
前記摺動支持手段は、
前記弁体に設けられた貫通孔と、
前記弁棒に設けられ、前記弁体の貫通孔に摺動自在に挿入される固定軸体を備えた支持体とより成ることを特徴とする請求項７記載の流路切換弁。
【請求項１２】
前記弁体は、背面側の中央部に密着する保持板を備え、
前記付勢手段は、前記保持板と前記支持体との間に配置されたことを特徴とする請求項９、１０又は１１のいずれかに記載の流路切換弁。
【請求項１３】
前記付勢手段は、円筒状又は円錐台状の圧縮又は引張のコイルばねであることを特徴とする請求項１２記載の流路切換弁。
【請求項１４】
前記保持板は、前記出口ポートを閉じる際の前記弁体の弾性変形時に、該弁体の後部と当接することを特徴とする請求項１２又は１３記載の流路切換弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式の弁体を介して水等の流体の流路を切り換える流路切換弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
流路切換弁の一例として、特許文献１には、ケーシングと、ケーシングの隅部に配設される回転軸と、回転軸に固定され、回転軸の半径方向に延設されるガイドを有すると共に、両面にゴム板を有する弁板と、ガイドに嵌合されるクランクピンを有する駆動軸等を備える三方切換弁が開示されている。このクランクピンは、駆動軸に設けられた回転円板の外周部に植立されている。
【０００３】
上記構成を有する切換弁は、駆動装置により駆動軸が回転し、駆動軸の回転に伴ってクランクピンがガイド内を摺動しながら弁板を回転させ、弁板に設けられるゴム板を弁座に押圧して弁座開口部の開閉を切り換える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１９３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の流路切換弁においては、弁板を回転させて弁座開口部の開閉を切り換える際、ゴム板の回転軸に近い方の端部が先に弁座に当接するため、ゴム板の回転軸から遠い方の端部が弁座に当接し難く、ゴム板と弁座との間のシールが不十分となるおそれがあった。また、このゴム板は、表面の縁部に設けられる突条を圧縮変形させることによりシール性を確保するものであるが、突条を圧縮変形させるためには大きな力が必要となり、駆動軸を回転させる駆動源にかかる負荷が大きくなるという問題があった。
【０００６】
この結果、特許文献１では、アクチュエータの回転軸を弁板の回転軸と一致させることができず、駆動軸に回転円板を設け、該円板の外周にクランクピンを設けると共に、該クランクピンを弁板のガイド内を摺動させるようにしてカム機構を構成し、弁板の後面中央下部を直接押圧する構造を採用せざるを得ず、当該弁装置を構成する機構が複雑化していた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の流路切換弁における問題点に鑑みてなされたものであって、弁体と弁座との間のシールを安定して確保することができると共に、駆動源にかかる負荷を低減することができ、構成が簡単で、さらに、弁体の劣化を防止することが可能な流路切換弁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、本発明は、流路切換弁であって、弾性体からなり、前面側に凹部が形成されるように湾曲形成された少なくとも１つの椀状部を有する弁体と、該弁体を支持する弁棒と、前記弁体及び前記弁棒が回転可能に収容される弁室を有する弁本体と、前記弁室に連通する入口ポートと、前記弁室に連通し、前記弁体と接離する弁座を有する少なくとも１つの出口ポートとを備え、前記弁棒がその軸線周りに回転することにより、前記椀状部の前面外周部が前記出口ポートの弁座に当接し、さらに前記椀状部の後部が後退して前記凹部の容積が減少するように前記弁体が押圧されて、該出口ポートを閉じることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、椀状部の一端部が弁座に先に当接した場合でも、その当接部が弁座と反対の方向に存在する空間の方向に弾性変形し、椀状部の開口面が広がるように弾性変形するため、椀状部の他端部も弁座に確実に当接し、弁体と弁座との間のシールを確実に行うことができる。
【００１０】
また、本発明による弁体は、弁体自体が圧縮変形するのみではなく、椀状部の弁座と反対の方向に存在する空間の方向へ弁体が移動しながら弾性変形するため、シールに要する力を小さく抑えることができ、弁棒を回転させるための駆動源にかかる負荷を低減することができると共に、弁体の劣化を防止することができる。
【００１１】
上記流路切換弁において、前記弁棒は前記弁体を支持する支持部を備え、前記弁体は２つの椀状部を備えると共に各椀状部の凹部が互いに逆向きとなるように形成され、さらに前記支持部が挿入される収容部を備えることができる。これにより、弁体と弁座との間のシールを確実に行うことができ、シールに要する力を小さく抑えることができ、弁棒を回転させるための駆動源にかかる負荷を低減することが可能な流路切換弁を提供することができる。
【００１２】
また、前記支持部はその先端に取付用突起を備え、前記弁体は、前記収容部の先端に前記取付用突起に係合する取付孔を備えることができる。
【００１３】
さらに、前記弁棒は前記弁体を支持する支持部を備え、前記弁体は１つの椀状部を備え、前記支持部に取り付けられるようにしてもよく、また、前記弁体を互いに逆向きに２つ設けてもよい。さらに、前記弁体はその中心部にカラーを備え、該カラーにボルトを挿入して前記支持部に取り付けられるようにしてもよい。
【００１４】
上記流路切換弁において、前記弁体を前記弁棒の回転方向に摺動自在に支持する摺動支持手段と、前記弁体の椀状部を前記出口ポートの弁座に当接させた際に、該椀状部を該弁座の方向に付勢する付勢手段とをさらに備えることができる。付勢手段で椀状部を弁座方向に付勢することで、弁体と弁座との間のシールをさらに安定させることができ、特に、弁体を弁座に当接させた際の弁体前後の流体の圧力差が小さい場合に効果が大きい。
【００１５】
また、前記摺動支持手段は、前記弁体を遊びをもって支持することができ、これによって、弁棒の回転位置のずれや、各部品の寸法誤差及び変形に柔軟に対応することができ、弁棒を回転させるための駆動源にかかる負荷を低減しながら、弁体と弁座との間のシール性を維持することができる。
【００１６】
さらに、前記摺動支持手段は、先端に前記弁体が固着された摺動軸体と、前記弁棒に設けられ、前記摺動軸体を摺動自在に挿入する挿入孔を備えた支持体とで構成することができる。また、前記軸体の両端にそれぞれ弁体を固着することができる。
【００１７】
上記流路切換弁において、前記摺動支持手段は、前記弁体に設けられた貫通孔と、前記弁棒に設けられ、前記弁体の貫通孔に摺動自在に挿入される固定軸体を備えた支持体とから構成することができる。
【００１８】
また、前記弁体は、背面側の中央部に密着する保持板を備え、前記付勢手段を前記保持板と前記支持体との間に配置することができる。
【００１９】
さらに、前記付勢手段は、円筒状又は円錐台状の圧縮又は引張のコイルばねとすることができる。
【００２０】
さらにまた、前記保持板を、前記出口ポートを閉じる際の前記弁体の弾性変形時に、該弁体の後部と当接させることができ、弁体の外側端部の捲れを防止し、シール性をより一層高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、弁体と弁座との間のシールを安定して確保することができると共に、駆動源にかかる負荷を低減してアクチュエータを小型化することができ、カム機構等を用いずに弁体を駆動することができて構成が簡略化され、さらに、弁体の劣化を防止することが可能な流路切換弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る流路切換弁の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す流路切換弁の上面図である。
【図３】図１に示す流路切換弁のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示す弁棒を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。
【図５】図１に示す弁体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｅ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】図４に示す弁棒と図５に示す弁体とを組み合わせた状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ｃ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図７】図１に示す流路切換弁の動作を説明するための概略断面図であって、（ａ）は出口ポート５ａのみ閉じている状態を、（ｂ）は両出口ポート４ａ、５ａが開いている状態を、（ｃ）は出口ポート４ａのみ閉じている状態を各々示す。
【図８】図７に示す弁体及びその近傍を示す拡大図であって、（ａ）は弁体９が出口ポート４ａを閉塞する前の状態を示す図、（ｂ）は弁体９が出口ポート４ａを閉塞する位置に弁棒８が回動した状態において、弁体９の弁座２ｂ側が弁座２ｂにより押圧されていないと仮定してこの弁座２ｂ側を想像線で描いた図、（ｃ）は弁体９が出口ポート４ａを閉塞した後の状態を示す図である。
【図９】本発明に係る流路切換弁の第２の実施形態における弁棒を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。
【図１０】本発明に係る流路切換弁の第２の実施形態における弁体を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】図９に示す弁棒と図１０に示す弁体とを組み合わせた状態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。
【図１２】本発明に係る流路切換弁の第３の実施形態を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す流路切換弁の上面図である。
【図１４】図１２に示す流路切換弁のＦ−Ｆ線断面図である。
【図１５】図１２に示す弁棒及び弁体等を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。
【図１６】図１５（ａ）に示す弁棒及び弁体等のＧ−Ｇ線断面図である。
【図１７】図１２に示す流路切換弁の動作を説明するための概略断面図であって、出口ポート２５ａのみを閉じ、さらに弁体が弁座方向に付勢されている状態を示す。
【図１８】図１２に示す流路切換弁の動作を説明するための概略断面図であって、出口ポート２５ａのみを閉じている状態を示す。
【図１９】図１２に示す流路切換弁の動作を説明するための概略断面図であって、両出口ポート２４ａ、２５ａが開いている状態を各々示す。
【図２０】図１２に示す流路切換弁の動作を説明するための概略断面図であって、出口ポート２４ａのみを閉じている状態を示す。
【図２１】図１２に示す流路切換弁の動作を説明するための概略断面図であって、出口ポート２４ａのみを閉じ、さらに弁体が弁座方向に付勢されている状態を各々示す。
【図２２】本発明に係る流路切換弁の第４の実施形態における弁棒及び弁体等を示し、（ａ）は図１６に相当する断面図、（ｂ）は図１７に相当する動作説明用断面図である。
【図２３】本発明に係る流路切換弁の第５の実施形態における弁棒及び弁体等を示し、（ａ）は図１６に相当する断面図、（ｂ）は図１７に相当する動作説明用断面図である。
【図２４】本発明に係る流路切換弁の第６の実施形態における弁棒及び弁体等を示し、（ａ）は図１６に相当する断面図、（ｂ）は図１７に相当する動作説明用断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２４】
図１〜図３は、本発明に係る流路切換弁の第１の実施形態を示し、この流路切換弁１は、弁本体２と、弁本体２の上部にホルダ６を介して取り付けられる駆動装置７と、駆動装置７の出力回転軸に接続される弁棒８と、弁棒８に固定される弁体９等で構成される。
【００２５】
弁本体２は、流入管３の入口ポート３ａと、第１及び第２流出管４、５の出口ポート４ａ、５ａと連通する弁室２ａと、これら２つの出口ポート４ａ、５ａを開閉するため、弁体９と接離する２つの弁座２ｂ、２ｃとを備える。
【００２６】
弁棒８は、樹脂等からなり、図４に示すように、本体８ａと、本体８ａの上端部に設けられ、駆動装置７の回転出力軸に接続される接続部８ｂと、本体８ａの中央部に形成され、図１に示すホルダ６内に位置する大径部８ｃと、図１に示す弁本体２の弁室２ａ内のシールを確保するため、Ｏリング１０が配置される環状溝８ｄと、先端部に弁体９を取り付けるための取付用突起８ｆを有する板状の支持部８ｅとで構成される。この支持部８ｅは、弁棒８の下部の円柱状部に形成した平面部８ｇから突出する。
【００２７】
弁体９は、ゴムや樹脂等の弾性体からなり、図３及び図５に示すように、相反する方向に開口する２つの椀状部９ａ、９ｂと、椀状部９ａ、９ｂの各々の表面の縁部に設けられる環状の突条（シール部）９ｃと、この椀状部９ａ、９ｂを連結する連結部９ｄと、連結部９ｄ内に該弁体９が弁座を押圧する方向と直交する方向に形成され、上記弁棒８の支持部８ｅを収容する収容部９ｅと、取付用突起８ｆと嵌合する取付孔９ｆとで構成される。椀状部９ａ、９ｂは、それぞれ湾曲するように形成されており、この結果、椀状部９ａ、９ｂの内側には凹部９ｘが形成されている。
【００２８】
この弁体９は、弁座２ｂに当接する第１弁体と、弁座２ｃに当接する第２弁体とが一体とされたものである。第１弁体及び第２弁体は、各々弁座２ｂ及び弁座２ｃと対向する側（前面側）に凹部９ｘが形成されるように湾曲形成された椀状部９ａ及び椀状部９ｂを備えている。
【００２９】
上記構成を有する弁棒８と弁体９は、弁棒８の支持部８ｅを弁体９の収容部９ｅに挿入し、取付用突起８ｆを、取付孔９ｆに係合させることにより、図６に示すように一体化される。なお、弁棒８を金属で形成し、弁体９を金具等を用いて装着してもよい。
【００３０】
次に、上記構成を有する流路切換弁の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３１】
図７（ａ）は、駆動装置７（図１参照）によって弁棒８を回転させ、弁体９の椀状部９ｂを、弁座２ｃに押圧することで出口ポート５ａを閉じている状態を示す。この状態では、入口ポート３ａから弁室２ａを介して出口ポート４ａへ流体が流れる。
【００３２】
図７（ａ）に示す状態から、弁棒８を時計回りに回転させると、図７（ｂ）に示すように、椀状部９ｂが、弁座２ｃから離間して出口ポート４ａ、５ａが開く。これにより、入口ポート３ａから弁室２ａを介して出口ポート４ａ、５ａへ流体が流れる。
【００３３】
図７（ｂ）に示す状態から、さらに弁棒８を時計回りに回転させると、図７（ｃ）に示すように、椀状部９ａが弁座２ｂに押圧されて出口ポート４ａを閉じる。この状態では、入口ポート３ａから弁室２ａを介して出口ポート５ａへ流体が流れる。
【００３４】
そして、椀状部９ａが弁座２ｂに押圧される際には、図８（ａ）に示すように、まず弁棒８の回転により、弁体９の椀状部９ａの突条９ｃが弁座２ｂに接近し、当接すると、想像線（二点鎖線）で示される形状であった弁体９（図８（ｂ））は、図８（ｃ）に示すように、椀状部９ａの突条９ｃと、弁座２ｂとが当接した状態で椀状部９ａの内側に形成された凹部９ｘの容積が少なくなるようにして椀状部９ａ全体が弁座２ｂと反対の方向、すなわち椀状部９ａの背後空間側に弾性変形し、突条９ｃを介して椀状部９ａと弁座２ｂとの間のシールを行う。
【００３５】
以上のように、本実施の形態では、従来のように弁体の突条そのものを弾性変形させるだけではなく、弁体９の椀状部９ａが背後の空間の方向に弾性変形すると共に椀状部９ａ内側の凹部９ｘの容積が減少して、椀状部９ａの開口面が広がるように弾性変形するため、突条９ｃの弁棒８側の端部が先に弁座２ｂに当接したとしても、その当接部が弁座２ｂと反対の方向に弾性変形することで、椀状部９ａの他端部も弁座２ｂに確実に押圧することができる。また、その際、椀状部９ａの開口面の半径方向に広がるように弾性変形するため、シール性をより一層高めることができる。
【００３６】
また、本実施の形態による弁体９は、弁体９の突条９ｃ自体が圧縮変形するだけではなく、椀状部９ａの背後の空間の方向へ弁体９が移動しながら椀状部９ａ全体が弾性変形するため、シールに要する力を抑えることができ、弁棒８を回転させるための駆動装置７にかかる負荷を低減することができると共に、弁体９の劣化を防止することができる。
【００３７】
なお、上記説明では、弁体９の椀状部９ａが弁座２ｂに当接して押圧される場合を例示したが、弁体９の椀状部９ｂが出口ポート５ａを開閉するための弁座２ｃに当接して押圧される場合も同様の作用効果を奏する。
【００３８】
また、上記説明の流路切換弁１は、出口ポート４ａ又は５ａを閉鎖して使用されるだけでなく、弁体９を中間位置に保持して、入口ポート３ａからの流体を出口ポート４ａ及び５ａの双方に流すことも可能である。
【００３９】
さらに、上記説明の流路切換弁は三方切換弁として構成されているが、弁体９に形成された椀状部９ａ及び９ｂの一方を省略して二方切換弁として構成できることは当然である。
【００４０】
次に、本発明に係る流路切換弁の第２の実施形態について、図９乃至図１１を参照しながら説明する。
【００４１】
本実施の形態では、上記第１の実施形態における流路切換弁１の弁棒８及び弁体９に代えて、弁棒１８及び弁体１９を用い、流路切換弁１の弁本体２〜駆動装置７は、同じものをそのまま使用する。
【００４２】
弁棒１８は、樹脂又は金属からなり、図９に示すように、本体１８ａと、本体１８ａの上端部に設けられ、駆動装置７の回転出力軸に接続される接続部１８ｂと、本体１８ａの中央部に形成され、図１に示すホルダ６内に位置する大径部１８ｃと、図１に示す弁本体２の弁室２ａ内のシールを確保するため、Ｏリング１０が配置される環状溝１８ｄと、弁体１９を取り付けるための挿通孔１８ｆが穿設された板状の支持部１８ｅとで構成される。この支持部１８ｅは、弁棒１８の下部の円柱状部に形成した平面部１８ｇから突出する。
【００４３】
弁体１９は、ゴムや樹脂等の弾性体からなり、図１０に示すように、椀状部１９ａと、椀状部１９ａの表面の縁部に設けられる環状の突条（シール部）１９ｃと、この椀状部１９ａの中心の貫通孔に装着され、椀状部１９ａと一体成型されたカラー１９ｄとで構成される。椀状部１９ａは、湾曲するように形成されており、この結果、椀状部１９ａの内側には凹部１９ｘが形成されている。
【００４４】
上記構成を有する弁棒１８と弁体１９は、弁棒１８の挿通孔１８ｆと、一対の弁体１９のカラー１９ｄにボルト２０を挿通させてナット（不図示）と螺合させることで図１１に示すように一体化される。
【００４５】
なお、ナットを用いる代わりに一方の弁体のカラーに雌ねじを形成し、これにボルトを螺合させてもよい。また、ボルト２０を用いた締結の代わりに、リベット又は接着剤等を用いて弁体１９を支持部１８ｅに取り付けてもよい。
【００４６】
上記弁棒１８及び弁体１９を備える流路切換弁についても、弁棒８及び弁体９を備える流路切換弁１と同様に動作し、弁体１９によって、図３に示した出口ポート４ａ又は５ａを閉じる際に、弁体１９の椀状部１９ａが背後の空間の方向に弾性変形すると共に椀状部１９ａ内側の凹部１９ｘの容積が減少して、椀状部１９ａの開口面が広がるように弾性変形するため、突条１９ｃの弁棒１８側の端部が先に弁座２ｂ又は２ｃに当接したとしても、その当接部が弁座２ｂ又は２ｃと反対の方向に弾性変形することで、椀状部１９ａの他端部も弁座２ｂ又は２ｃに確実に押圧することができる。また、その際、椀状部１９ａの開口面の半径方向に広がるように弾性変形するため、シール性をより一層高めることができる。
【００４７】
また、弁体１９は、弁体１９の突条１９ｃ自体が圧縮変形するだけではなく、椀状部１９ａの背後の空間の方向へ弁体１９が移動しながら椀状部１９ａ全体が弾性変形するため、シールに要する力を抑えることができ、弁棒１８を回転させるための駆動装置７にかかる負荷を低減することができると共に、弁体１９の劣化を防止することができる。
【００４８】
また、上記説明の流路切換弁は、出口ポート４ａ又は５ａを閉鎖して使用されるだけでなく、弁体１９を中間位置に保持して、入口ポート３ａからの流体を出口ポート４ａ及び５ａの双方に流すことも可能である。
【００４９】
なお、上記第２の実施形態では、２つの弁体１９が弁棒１８に取り付けられた三方切換弁として構成されているが、本発明はこれのみに限定されることはなく、１つの弁体１９のみを弁棒１８に取り付けて二方切換弁として構成してもよい。
【００５０】
図１２〜図１４は、本発明に係る流路切換弁の第３の実施の形態を示し、この流路切換弁２１は、弁本体２２と、弁本体２２の上部にホルダ２６を介して取り付けられる駆動装置２７と、駆動装置２７の出力回転軸に接続される弁棒２８と、弁棒２８に固定される弁体２９、３０等で構成される。
【００５１】
弁本体２２は、流入管２３の入口ポート２３ａと、第１及び第２流出管２４、２５の出口ポート２４ａ、２５ａと連通する弁室２２ａと、これら２つの出口ポート２４ａ、２５ａを開閉するため、弁体２９、３０に接離する２つの弁座２２ｂ、２２ｃとを備える。尚、弁本体２２とホルダ２６の接触面には、シール性を確保するため、Ｏリング３８が配置される。
【００５２】
弁棒２８は、樹脂等からなり、図１５及び図１６に示すように、本体２８ａと、本体２８ａの上端部に設けられ、駆動装置２７の回転出力軸に接続される接続部２８ｂと、図１２に示す弁本体２２の弁室２２ａ内のシールを確保するため、Ｏリング３９が配置される環状溝２８ｄと、摺動軸体３３が挿入される貫通孔２８ｆが穿設された支持体２８ｅとで構成される。
【００５３】
弁体２９、３０は、ゴムや樹脂等の弾性体からなり、図１５及び図１６に示すように、凹部２９ｘ、３０ｘを有する椀状部２９ａ、３０ａと、椀状部２９ａ、３０ａの各々の表面の縁部に設けられる環状の突条（シール部）２９ｃ、３０ｃと、締結部材３４を嵌め込む貫通孔２９ｄ、３０ｄとを備える。
【００５４】
保持板３１は、樹脂等からなり、図１５及び図１６に示すように、弁棒２８の支持体２８ｅとの間に付勢手段として円錐状のコイルばね３２を保持するために設けられる。コイルばね３２の小径部は支持体２８ｅに固着され、大径部は、保持板３１の収容部３１ａに収容される。このコイルばね３２は、圧縮と引張のどちらの形式のものでもよい。また、コイルばね３２に代えてゴム等の弾性体を用いることもできる。
【００５５】
上記構成を有する弁棒２８と弁体２９、３０は、図１５及び図１６に示すように、まず、弁体２９の貫通孔２９ｄに締結部材３４を嵌め込み、締結部材３４を嵌め込んだ側とは反対側に保持板３１を配置する。弁棒２８の支持体２８ｅの貫通孔２８ｆに摺動軸体３３を挿入し、この摺動軸体３３の一端を保持板３１の貫通孔３１ｂに貫通させ、摺動軸体３３の雄ねじ部３３ａと、締結部材３４の雌ねじ部３４ａを螺合させる。尚、摺動軸体３３と貫通孔２８ｆとの間には、隙間が形成されている。一方、摺動軸体３３の他端側も同様に組み立てることができ、弁体２９、３０が互いに相反する方向に開口するように組み立てられる。すなわち、弁体２９、３０は、弁座２２ｃ、２２ｂと対向する側（前面側）に凹部２９ｘ、３０ｘが形成されるように湾曲形成された椀状部２９ａ、３０ａを有するように、弁棒２８に装着されている。
【００５６】
次に、上記構成を有する流路切換弁２１の動作について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００５７】
図１７は、駆動装置２７（図１２参照）によって弁棒２８を回転させ、弁体２９を弁座２２ｃに押圧することで弁体２９が弾性変形して出口ポート２５ａを閉じ、さらに、コイルばね３２が弁体２９を付勢している状態を示す。この状態では、弁体２９によって出口ポート２５ａを高いシール性を確保しながら閉じることができ、入口ポート２３ａから弁室２２ａを介して出口ポート２４ａへ流体が流れる。
【００５８】
図１７に示す状態から、さらに弁棒２８を時計回りに若干回転させると、図１８に示すように、コイルばね３２の弁体２９を付勢する機能は失われるが、弁体２９の弾性力によって出口ポート２５ａのシールは維持されている。
【００５９】
図１８に示す状態から、弁棒２８を時計回りに回転させると、図１９に示すように、弁体２９が弁座２２ｃから離間して出口ポート２４ａ、２５ａが開く。これにより、入口ポート２３ａから弁室２２ａを介して出口ポート２４ａ、２５ａへ流体が流れる。
【００６０】
図１９に示す状態から、さらに弁棒２８を時計回りに回転させると、図２０に示すように、弁体３０が弁座２２ｂに押圧され、弁体３０が弾性変形して出口ポート２４ａを閉じる。この状態では、入口ポート２３ａから弁室２２ａを介して出口ポート２５ａへ流体が流れる。
【００６１】
図２０に示す状態から、さらに弁棒２８を時計回りに回転させると、図２１に示すように、弁座３０が弁座２２ｂに弾性力によって押圧されるだけでなく、さらにコイルばね３２によって弁体３０が弁座２２ｂ方向へ付勢されながら出口ポート２４ａを閉じる。この状態では、弁体３０によって出口ポート２４ａを高いシール性を確保しながら閉じることができ、入口ポート２３ａから弁室２２ａを介して出口ポート２５ａへ流体が流れる。
【００６２】
本実施の形態における流路切換弁２１は、上記第１及び第２の実施形態と同様に、弁体２９、３０によって、図１４に示した出口ポート２４ａ又は２５ａを閉じる際に、弁体２９の椀状部２９ａが背後の空間の方向に弾性変形すると共に椀状部２９ａ内側の凹部２９ｘの容積が減少して、椀状部２９ａの開口面が広がるように弾性変形するため、突条２９ｃの弁棒２８側の端部が先に弁座２２ｂ又は２２ｃに当接したとしても、その当接部が弁座２２ｂ又は２２ｃと反対の方向に弾性変形することで、椀状部２９ａの他端部も弁座２２ｂ又は２２ｃに確実に押圧することができる。また、その際、椀状部２９ａの開口面の半径方向に広がるように弾性変形するため、シール性をより一層高めることができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態では、弁棒２８により、弁体２９、３０を、弁座２２ｃ、２２ｂに押圧するだけでなく、コイルばね３２により弁体２９、３０を弁座２２ｃ、２２ｂ方向に付勢するため、シール性をより一層高めることができる。すなわち、弁棒２８により、弁体２９、３０を弁座２２ｃ、２２ｂに押圧すると、当初は、弁体２９、３０が弾性変形し、その後徐々に弁体２９、３０の弾性変形によって生ずる弾性力が大きくなり、この弾性力がコイルばね３２の弾性力と同じ大きさになると、その後はコイルばね３２の弾性力によってさらに大きな力で弁体２９、３０が弁座２２ｃ、２２ｂに押圧され、シール性が一層高められる。
【００６４】
また、摺動軸体３３と、弁棒２８の貫通孔２８ｆとの間に隙間が形成されるため、弁体２９、３０を遊びを持って支持することができ、例えば、図１７において、弁棒２８の回転位置がずれたり、各部品に寸法誤差が存在したり、各部品が変形することで弁体２９が弁座２２ｃに片当たりしたような場合でも、摺動軸体３３と弁棒２８との間の隙間で摺動軸体３３の中心軸と貫通孔２８ｆの中心軸とが若干の角度を有するようになるため、片当たり状態を解消させることができ、弁棒２８を回転させるための駆動装置２７にかかる負荷を軽減しながら、弁座２２ｃ、２２ｂのシール性を維持することもできる。
【００６５】
次に、本発明に係る流路切換弁の第４の実施形態について、図２２を参照しながら説明する。
【００６６】
本実施の形態では、上記第３の実施形態における流路切換弁２１の弁体２９、３０に代えて、弁体４１、４２を用い、その他の構成要素は、流路切換弁２１と同じものをそのまま使用する。
【００６７】
弁体４１、４２は、弁体２９、３０とは厚肉部４１ｅ、４２ｅの有無で相違し、その他は弁体２９、３０と同様に形成される。
【００６８】
すなわち、弁体４１、４２は、ゴムや樹脂等の弾性体からなり、凹部４１ｘ、４２ｘを有する椀状部４１ａ、４２ａと、椀状部４１ａ、４２ａの各々の表面の縁部に設けられる環状の突条（シール部）４１ｃ、４２ｃと、締結部材３４を嵌め込む貫通孔４１ｄ、４２ｄと、厚肉部４１ｅ、４２ｅとを備える。
【００６９】
この弁体４１、４２を使用することで、上記流路切換弁２１の場合と同様の作用効果を奏する上、図２２（ｂ）に示すように、弁棒２８を回転させ、弁体４１を出口ポート２５ａの弁座２２ｃに当接させ、コイルばね３２により弁体４１が弁座２２ｃの方向に付勢された際、弁体４１の厚肉部４１ｅを保持板３１に当接させることができるため、弁体４１の外側端部の捲れを防止し、より大きな力で弁体４１を弁座２２ｃに押圧することができ、シール性をより一層高めることができる。また、弁体４１、４２は、厚肉部４１ｅを有している分、弁体２９、３０と比べて耐圧性に優れている。
【００７０】
次に、本発明に係る流路切換弁の第５の実施形態について、図２３を参照しながら説明する。
【００７１】
本実施の形態では、上記第３の実施形態における流路切換弁２１の弁棒２８〜締結部材３４に代えて、弁棒５１〜締結部材５７を用い、流路切換弁２１の弁本体２２〜駆動装置２７は、同じものをそのまま使用する。
【００７２】
弁棒５１は、支持体５１ｅの形状において弁棒２８と異なり、この支持体５１ｅは、弁棒２８より短い貫通孔５１ｆと、コイルばね５５を収容する収容部５１ｇとを備える。その他の構成は弁棒２８と同様である。
【００７３】
弁体５２、５３は、弁体２９、３０とは異なる形状に形成されるが、基本的構成は弁体２９、３０と同様であり、ゴムや樹脂等の弾性体からなり、凹部５２ｘ、５３ｘを有する椀状部５２ａ、５３ａと、椀状部５２ａ、５３ａの各々の表面の縁部に設けられる環状の突条（シール部）５２ｃ、５３ｃと、締結部材５７を嵌め込む貫通孔５２ｄ、５３ｄとを備える。
【００７４】
保持板５４の収容部５４ａは、円筒状のコイルばねを収容するために設けられるものであり、全体をコンパクトに構成するため、深い凹状の収容部５４ａを形成している。
【００７５】
摺動軸体５６は、両端部に凹部５６ａを有し、かしめ固定（かしめ部５６ｂ）によって、保持板５４と締結部材５７との間に弁体５２、５３を固定する。
【００７６】
上記弁棒５１〜締結部材５７を備える流路切換弁についても、図１２等に示す流路切換弁２１と同様に動作し、図２３（ｂ）に示すように、弁体５３が弁座２２ｃに当接する際、コイルばね５５によって弁体５２が弁座２２ｃ方向に付勢される。また、上記第３及び第４の実施形態と同様、摺動軸体５６と、弁棒５１の貫通孔５１ｆとの間に隙間が形成されるため、弁体５２、５３を遊びを持って支持することができ、弁棒５１を回転させるための駆動装置２７にかかる負荷を軽減しながら、弁座２２ｃ、２２ｂのシール性を維持することもできる。また、弁座２２ｃの閉塞時には、凹部５３ｘの容積が減少するように弁体５３は変形する。
【００７７】
次に、本発明に係る流路切換弁の第６の実施形態について、図２４を参照しながら説明する。
【００７８】
本実施の形態では、上記第３の実施形態における流路切換弁２１の弁棒２８、保持板３１、摺動軸体３３及び締結部材３４に代えて、弁棒６１、保持板６３及び締結部材６６を用い、新たに軸受部材６７を備える。尚、弁体２９、３０とコイルばね３２は、流路切換弁２１と同じものをそのまま使用する。
【００７９】
弁棒６１は、図１６に示した弁棒２８と摺動軸体３３とを一体化したような構成となっており、この軸部分を固定軸体６１ｈと呼ぶ。この固体軸体６１ｈの両端部には、環状溝６１ｉが形成される。
【００８０】
保持板６３は、コイルばね３２の大径部を収容する収容部６３ａと、図１６に示した保持板３１よりも大径の貫通孔６３ｂとを備える。
【００８１】
軸受部材６７は、ゴム等の弾性材料や樹脂からなり、外周面に各弁体２９、３０及び保持板６３が固着され、弁棒６１の固定軸体６１ｈの外周面上に摺動可能に配置される。
【００８２】
締結部材６６は、環状に形成され、固定軸体６１ｈの環状溝６１ｉに嵌め込まれる。これにより、弁体２９、３０及び保持板６３を固定軸体６１ｈ周りに固定することができる。
【００８３】
上記弁棒６１、保持板６３及び締結部材６６を備える流路切換弁についても、図１２等に示す流路切換弁２１と同様に動作し、図２４に示すように、弁体２９が弁座２２ｃに当接する際、コイルばね３２によって弁体２９が弁座２２ｃ方向に付勢されるため、シール性をより一層高めることができる。また、締結部材６６を弾性材料から構成しているため、固定軸体６１ｈの外周面との間に隙間が生じ、そこから漏れが生じることもない。
【００８４】
さらに、上記各実施の形態においては、流路切換弁２１等は三方切換弁として構成されているが、弁体に形成された椀状部の一方を省略して二方切換弁とすることもできる。
【符号の説明】
【００８５】
１  流路切換弁
２  弁本体
２ａ  弁室
２ｂ、２ｃ  弁座
３  流入管
３ａ  入口ポート
４  第１流出管
４ａ  出口ポート
５  第２流出管
５ａ  出口ポート
６  ホルダ
７  駆動装置
８  弁棒
８ａ  本体
８ｂ  接続部
８ｃ  大径部
８ｄ  環状溝
８ｅ  支持部
８ｆ  取付用突起
８ｇ  平面部
９  弁体
９ａ、９ｂ  椀状部
９ｃ  突条
９ｄ  連結部
９ｅ  収容部
９ｆ  取付孔
９ｘ  凹部
１０  Ｏリング
１８  弁棒
１８ａ  本体
１８ｂ  接続部
１８ｃ  大径部
１８ｄ  環状溝
１８ｅ  支持部
１８ｆ  挿通孔
１８ｇ  平面部
１９  弁体
１９ａ  椀状部
１９ｃ  突条
１９ｄ  カラー
１９ｘ  凹部
２０  ボルト
２１  流路切換弁
２２  弁本体
２２ａ  弁室
２２ｂ、２２ｃ  弁座
２３  流入管
２３ａ  入口ポート
２４  第１流出管
２４ａ  出口ポート
２５  第２流出管
２５ａ  出口ポート
２６  ホルダ
２７  駆動装置
２８  弁棒
２８ａ  本体
２８ｂ  接続部
２８ｄ  環状溝
２８ｅ  支持体
２８ｆ  貫通孔
２９、３０  弁体
２９ａ、３０ａ  椀状部
２９ｃ、３０ｃ  突条
２９ｄ、３０ｄ  貫通孔
２９ｘ、３０ｘ  凹部
３１  保持板
３１ａ  収容部
３１ｂ  貫通孔
３２  コイルばね
３３  摺動軸体
３３ａ  雄ねじ部
３４  締結部材
３４ａ  雌ねじ部
３８、３９  Ｏリング
４１、４２  弁体
４１ａ、４２ａ  椀状部
４１ｃ、４２ｃ  突条
４１ｄ、４２ｄ  貫通孔
４１ｘ、４２ｘ  凹部
４１ｅ、４２ｅ  厚肉部
５１  弁棒
５１ｅ  支持体
５１ｆ  貫通孔
５１ｇ  収容部
５２、５３  弁体
５２ａ、５３ａ  椀状部
５２ｃ、５３ｃ  突条
５２ｄ、５３ｄ  貫通孔
５２ｘ、５３ｘ  凹部
５４  保持板
５４ａ  収容部
５５  コイルばね
５６  摺動軸体
５６ａ  凹部
５６ｂ  かしめ部
５７  締結部材
６１  弁棒
６１ｈ  固定軸体
６１ｉ  環状溝
６３  保持板
６３ａ  収容部
６３ｂ  貫通孔
６６  締結部材
６７  軸受部材
【図１】
2013177965.tif 000003
【図２】
2013177965.tif 000004
【図３】
2013177965.tif 000005
【図４】
2013177965.tif 000006
【図５】
2013177965.tif 000007
【図６】
2013177965.tif 000008
【図７】
2013177965.tif 000009
【図８】
2013177965.tif 000010
【図９】
2013177965.tif 000011
【図１０】
2013177965.tif 000012
【図１１】
2013177965.tif 000013
【図１２】
2013177965.tif 000014
【図１３】
2013177965.tif 000015
【図１４】
2013177965.tif 000016
【図１５】
2013177965.tif 000017
【図１６】
2013177965.tif 000018
【図１７】
2013177965.tif 000019
【図１８】
2013177965.tif 000020
【図１９】
2013177965.tif 000021
【図２０】
2013177965.tif 000022
【図２１】
2013177965.tif 000023
【図２２】
2013177965.tif 000024
【図２３】
2013177965.tif 000025
【図２４】
2013177965.tif 000026