(57)【要約】【課題】大容量の流体の流路を切り換えることができて、弁体の駆動動力の低い多方弁を提供する。【解決手段】入口ポート１２ａ及び複数の出口ポート１３ａ、１４ａに連通する弁室２ａと、弁室と複数の出口ポートの各々との境界に位置する弁座２ｃ、２ｄとを有する弁本体２と、弁室内を回転する弁体５とを備える多方弁１であって、弁体は、一方の開口端部５１ｃで入口ポートと常に連通すると共に、他方の開口端部５１ｄで複数の出口ポートの少なくとも一つと連通する筒状の主弁体５１と、主弁体と副弁体５３との間に介装され、副弁体を弁室の内面２ｂ側に付勢する付勢手段５２とを備え、副弁体は、主弁体と連通している出口ポート以外の出口ポートと弁室との境界に位置する弁座に当接し、弁座と境界を接する出口ポートを閉じる。主弁体は、Ｌ字型で、曲線状の曲折部を有する流路５１ｂを備え、開口端部５１ｄが同一円周上に配置された出口ポートと連通する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口ポート及び複数の出口ポートに連通する弁室と、該弁室と前記複数の出口ポートの各々との境界に位置する弁座とを有する弁本体と、前記弁室内を回転する弁体とを備える多方弁であって、
前記弁体は、
一方の開口端部で前記入口ポートと常に連通すると共に、他方の開口端部で前記複数の出口ポートの少なくとも一つと連通する筒状の主弁体と、
該主弁体と副弁体との間に介装され、該副弁体を前記弁室の内面側に付勢する付勢手段とを備え、
前記副弁体は、前記主弁体と連通している出口ポート以外の出口ポートと前記弁室との境界に位置する弁座に当接し、該弁座と境界を接する出口ポートを閉じることを特徴とする多方弁。
【請求項２】
前記主弁体は、Ｌ字型で、曲線状の曲折部を有する流路を備え、前記入口ポートと常に連通する前記開口端部の端面に垂直な軸周りに回転し、前記他の開口端部が同一円周上に配置された出口ポートと連通することを特徴とする請求項１に記載の多方弁。
【請求項３】
前記副弁体は、前記弁室の内面に摺接する面がフッ素樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の多方弁。
【請求項４】
前記付勢手段は、一端で前記主弁体に当接し、他端で前記副弁体に当接するコイルばねであることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の多方弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁体が回転可能に収容される弁室を有し、水等の流体の流路を切り換える多方弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、大容量の水等の流路を切り換える弁として、例えば、特許文献１には、流路を有するボール状の弁体を備え、この弁体が弁室内を回転することで水等の流路を切り換えるボールバルブが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０８１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記特許文献に記載のボールバルブは、弁体が回転可能に収容される弁室を有する弁ケースにおいて、弁ケースに装着したパッキンに弁体を押し付けて弁ケースと弁体との間をシールしているため、弁体の回転時の摺動抵抗が大きくなり、弁体を回転させるための動力が大きくなるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、大容量の流体の流路を切り換えることができると共に、弁体の摺動抵抗を小さくして弁体の駆動動力を低く抑えることのできる多方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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明は、入口ポート及び複数の出口ポートに連通する弁室と、該弁室と前記複数の出口ポートの各々との境界に位置する弁座とを有する弁本体と、前記弁室内を回転する弁体とを備える多方弁であって、前記弁体は、一方の開口端部で前記入口ポートと常に連通すると共に、他方の開口端部で前記複数の出口ポートの少なくとも一つと連通する筒状の主弁体と、該主弁体と副弁体との間に介装され、該副弁体を前記弁室の内面側に付勢する付勢手段とを備え、前記副弁体は、前記主弁体と連通している出口ポート以外の出口ポートと前記弁室との境界に位置する弁座に当接し、該弁座と境界を接する出口ポートを閉じることを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明によれば、主弁体と連通している出口ポート以外の出口ポートのみを副弁体によって閉じ、この出口ポートと弁室との境界に位置する弁座のみを副弁体でシールしているため、弁体回転時の弁室内面に対する弁体の摺動抵抗を小さくすることができ、弁体の駆動動力を低く抑えることが可能となる。
【０００８】
上記多方弁において、前記主弁体は、Ｌ字型で、曲線状の曲折部を有する流路を備え、前記入口ポートと常に連通する前記開口端部の端面に垂直な軸周りに回転し、前記他の開口端部が同一円周上に配置された出口ポートと連通するように構成することができる。これによって、大容量の流体を流した場合でも弁体内の圧力損失を低く抑えることができる。
【０００９】
上記多方弁において、前記副弁体を、前記弁室の内面に摺接する面がフッ素樹脂からなるように構成することができ、弁体の摺動抵抗がさらに低減し、よりスムーズな動作が可能となる。
【００１０】
上記多方弁において、前記付勢手段を、一端で前記主弁体に当接し、他端で前記副弁体に当接するコイルばねとすることもできる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、弁体の駆動動力を低く抑えながら、大容量の流体の流路を切り換えることのできる多方弁を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にかかる多方弁の一実施の形態を示す図であって、（ａ）は縦断面図、(ｂ)は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１に示した多方弁の弁体の外観を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図である。
【図３】図２の弁体の分解断面図である。
【図４】図１の多方弁の動作を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
図１は、本発明にかかる多方弁の一実施形態を示し、この多方弁１は、弁本体２と、弁本体２の弁室２ａ内を回転する弁体５と、弁本体２の上方に設置され、弁体５を回転させるモーター３と、弁本体２とモーター３との間をシールするシール材１５等を備え、弁本体２には、下部に流入管１２と、側部に２つの流出管１３、１４が接続される。
【００１５】
弁体５は、図２及び図３に示すように、筒状に形成されると共に、回転軸５１ａを備える主弁体５１と、主弁体５１に付勢部材としてのコイルばね５２を介して装着される副弁体５３とで構成される。
【００１６】
主弁体５１は、図１（ａ）及び図３に示すように、Ｌ字型の流路５１ｂを有し、下方に開口する開口端部５１ｃは、流入管１２の入口ポート１２ａと常に連通する。Ｌ字型の流路５１ｂの曲折部は、曲線状に形成され、大容量の流体を流した場合でも圧力損失を低く抑えることができる。一方、主弁体５１の側方に開口する開口端部５１ｄは、主弁体５１全体が回転軸５１ａ周りに回転することで、弁室２ａの内面２ｂを回転摺動し、流出管１３、１４の出口ポート１３ａ、１４ａのいずれか一方と連通する。また、主弁体５１は、コイルばね５２及び副弁体５３の円柱状突出部５３ｃを収容するための円筒状突出部５１ｅ、５１ｆを備える。
【００１７】
副弁体５３は、弁室２ａと出口ポート１３ａ、１４ａとの境界に位置する弁座２ｃ、２ｄに接離して弁室２ａと出口ポート１３ａ、１４ａとの間を開閉する弁部５３ａと、コイルばね５２を装着するための円筒状突出部５３ｂ及び円柱状突出部５３ｃとを備える。弁部５３ａは、円筒状の弁室２ａの内面２ｂ上を摺動するため、内面２ｂに沿って湾曲し、出口ポート１３ａ、１４ａの開口断面よりやや大きな湾曲板状に形成され、その摺接面には、摺動抵抗を低減するため、フッ素樹脂が被膜される。
【００１８】
コイルばね５２は、その弾性力により、副弁体５３を弁室２ａの内面２ｂ及び弁座２ｃ、２ｄ側に付勢する。
【００１９】
図１に示すように、弁本体２は、上記弁体５が収容される弁室２ａに、入口ポート１２ａ及び出口ポート１３ａ、１４ａが連通し、弁室２ａと出口ポート１３ａ、１４ａとの境界には、弁座２ｃ、２ｄが形成される。主弁体５１の回転軸５１ａの回転により、副弁体５３の弁部５３ａが弁室２ａの内面２ｂを摺動する。すなわち、副弁体５３の円柱状突出部５３ｃが主弁体５１の円筒状突出部５１ｆ内に挿入されてその回転方向に係合しているため、主弁体５１の回転と共に副弁体５３も回転する。
【００２０】
次に、上記構成を有する多方弁１の動作について、図４を参照しながら説明する。
【００２１】
図４（ａ）は、副弁体５３によって出口ポート１３ａを閉じ、出口ポート１４ａを開いている状態であり、入口ポート１２ａ（紙面に垂直な軸上であって、手前から紙面裏側に向かう方向に存在する）から流入した流体は、主弁体５１の開口端部５１ｃに流入し、矢印で示すように、流路５１ｂを経由し、開口端部５１ｄから出口ポート１４ａに流出する。この状態では、開口端部５１ｄと弁室２ａの内面２ｂとの間に隙間があるため、流入した流体が弁室２ａにも流れ込み、弁室２ａ内が流体で充満するが、副弁体５３の弁部５３ａがコイルばね５２によって弁座２ｃに押圧されて出口ポート１３ａを完全に塞ぐため、出口ポート１３ａへの流体の漏れが生じない。
【００２２】
図４（ａ）の状態からモーター３によって回転軸５１ａが右回りに回転し、図４（ｂ）に示すように、副弁体５３の弁部５３ａが弁室２ａの内面２ｂの略中央に位置する状態になると、出口ポート１３ａ、１４ａの両方が開かれた状態となり、開口端部５１ｄと弁室２ａの内面２ｂとの間に隙間があるため、流入した流体が弁室２ａにも流れ込み、入口ポート１２ａから流入した流体が、弁室２ａを経由して、出口ポート１３ａ、１４ａに流出する。
【００２３】
図４（ｂ）の状態からモーター３によって回転軸５１ａが右回りに回転し、図４（ｃ）に示す状態となると、副弁体５３によって出口ポート１４ａが閉じられ、出口ポート１３ａが開かれ、入口ポート１２ａから流入した流体は、主弁体５１の開口端部５１ｃに流入し、矢印で示すように、流路５１ｂを経由し、開口端部５１ｄから出口ポート１３ａに流出する。この状態でも、開口端部５１ｄと弁室２ａの内面２ｂとの間に隙間があるため、流入した流体が弁室２ａにも流れ込み、弁室２ａ内が流体で充満するが、副弁体５３の弁部５３ａがコイルばね５２によって弁座２ｄに押圧されて出口ポート１４ａを完全に塞ぐため、出口ポート１４ａへの流体の漏れが生じない。
【００２４】
以上のように、上記多方弁１によれば、流体流路を切り換えるにあたって、主弁体５１と連通している出口ポート１３ａ又は１４ａとは異なる出口ポートのみ、すなわち閉塞すべき出口ポートのみを副弁体５３によって閉じ、この出口ポート１３ａ又は１４ａと弁本体２の弁室２ａとの境界に位置する弁座２ｃ又は２ｄのみを副弁体５３の弁部５３ａでシールしているため、弁体５の回転時において弁室２ａの内面２ｂに対する弁体５の摺動抵抗を小さくすることができ、弁体５の駆動動力を低く抑えることが可能となる。
【００２５】
尚、上記実施の形態においては、副弁体５３を弁室２ａの内面２ｂ及び弁座２ｃ、２ｄ側に付勢するにあたってコイルばね５２を用いたが、その他の付勢部材を用いることもできる。
【００２６】
また、上記実施の形態においては、三方弁を例示したが、二方弁、あるいは３つ以上の出口ポートを備えた四方弁等についても、同様に本発明を適用することができ、その際にも、流体流路を切り換えるにあたって、主弁体と連通している出口ポート以外の出口ポートのみを副弁体によって閉じることで、弁体の駆動動力を低く抑えた多方弁を提供することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  多方弁
２  弁本体
２ａ  弁室
２ｂ  （弁室の）内面
２ｃ、２ｄ  弁座
３  モーター
５  弁体
５１  主弁体
５１ａ  回転軸
５１ｂ  流路
５１ｃ、５１ｄ  開口端部
５１ｅ、５１ｆ  円筒状突出部
５２  コイルばね
５３  副弁体
５３ａ  弁部
５３ｂ  円筒状突出部
５３ｃ  円柱状突出部
１２  流入管
１２ａ  入口ポート
１３、１４  流出管
１３ａ、１４ａ  出口ポート
１５  シール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013036483.tif 000006