CN103830837B - 三通阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供构造简单且价格低廉的三通阀。三通阀（1）包括：具备圆柱状的内部空间（10）的外壳（2），该内部空间具有一个流入口（20）及两个流出口（21、22）；以及橡胶制的阀体（3），其具有紧密接触地收纳于圆柱状的内部空间内的圆柱状部（25）。圆柱状部在内部空间内能够在第一位置、和相对于该第一位置在圆柱状部的轴向（S）上进行滑动移动后的第二位置之间往返移动。在圆柱状部的周表面形成有：第一连通槽（31），当该圆柱状部处于第一位置时，该第一连通槽用于使流入口与一方的流出口（21）连通；以及第二连通槽（32），当该圆柱状部处于第二位置时，该第二连通槽用于使流入口与另一方的流出口（22）连通。

Description

三通阀

技术领域

本发明涉及三通阀。

背景技术

以往，作为医疗器械用的三通阀，已知专利文献1、2所记载的三通阀。例如，使阀体在外壳内进退，由此来切换形成于外壳的流路。

专利文献1：日本特许2889358号公报

专利文献2：日本特许2590379号公报

然而，不管是专利文献1、还是专利文献2的三通阀，为了将部件之间或流路之间封闭，所需零件数量增多，且构造复杂。其结果，导致制造成本的提升。

发明内容

本发明是鉴于这种现有技术而完成的，其目的在于提供一种构造简单且价格低廉的三通阀。

技术方案1所记载的发明涉及三通阀，其特征在于，包括：外壳，该外壳具备圆柱状的内部空间，该内部空间具有一个流入口及两个流出口；以及橡胶制的阀体，该阀体具有以与上述圆柱状的内部空间内紧密接触的方式收纳于该内部空间内的圆柱状部，上述圆柱状部在上述内部空间内能够在第一位置与第二位置之间进行往返移动，其中，上述第二位置为相对于上述第一位置在上述圆柱状部的轴向上进行滑动移动后的位置，在上述圆柱状部的周表面形成有：第一连通槽，当上述圆柱状部处于上述第一位置时，该第一连通槽用于使上述流入口与上述两个流出口中的一方的流出口连通；以及第二连通槽，当上述圆柱状部处于上述第二位置时，该第二连通槽用于使上述流入口与上述两个流出口中的另一方的流出口连通。

技术方案2所记载的发明，在技术方案1所记载的三通阀中，上述圆柱状的内部空间具有：圆形的内周面；以及圆板状的内端面，该内端面设置成将上述内周面的轴向一端侧封堵。

技术方案3所记载的发明，在技术方案2所记载的三通阀中，上述第一位置为上述圆柱状部的一端面与上述内部空间的内端面紧密接触的位置，上述第二位置为上述圆柱状部的一端面相对于上述内部空间的内端面离开规定距离的位置。

技术方案4所记载的发明，在技术方案3所记载的三通阀中，上述第一连通槽包括沿着上述圆柱状部的周表面在周向上延伸的槽，上述第二连通槽包括沿着上述圆柱状部的周表面在轴向上延伸的槽。

技术方案5所记载的发明，在技术方案4所记载的三通阀中，上述第一连通槽与上述第二连通槽，在上述圆柱状部的周表面的规定位置且在交叉方向上连接。

技术方案6所记载的发明，在技术方案4所记载的三通阀中，上述第一连通槽与上述第二连通槽在上述圆柱状部的周表面不具有相连的部分。

技术方案7所记载的发明，在技术方案1～6中任一方案所记载的三通阀中，上述第一连通槽及上述第二连通槽是截面形状呈半圆形或者矩形状的槽。

技术方案8所记载的发明，在技术方案2所记载的三通阀中，上述流入口在上述内周面的规定的位置形成为入口从上述内部空间露出，上述两个流出口中的一方，在上述内周面的与上述流入口的入口大致相隔180°的一侧的、规定的位置，形成为出口从内周面露出，上述两个流出口中的另一方，在上述内端面的规定的位置，形成为出口从上述内部空间露出。

技术方案9所记载的发明，在技术方案1～8中任一方案所记载的三通阀中，上述橡胶制的阀体具备轴，该轴从该阀体的与上述一端面相反的一侧的端面中央突出、且与阀体形成一体。

技术方案10所记载的发明，在技术方案1～9中任一方案所记载的三通阀中，上述橡胶制的阀体由EPDM、FKM及FFKM中的任一种材料形成。

技术方案11所记载的发明，在技术方案10所记载的三通阀中，至少对上述橡胶制的阀体的上述圆柱状部的周面实施低摩擦化的表面处理。

技术方案12所记载的发明，在技术方案1～11中任一方案所记载的三通阀中，从上述流入口流入并从上述两个流出口中的任一流出口流出的流体为医疗用药液。

根据技术方案1所记载的发明，对于橡胶制的阀体的圆柱状部而言，使其以被收纳于外壳的内部空间的状态在第一位置与第二位置之间进行往返移动，由此能够切换外壳的内部空间的流入口与两个流出口之间的连通关系。由于在阀体自身设置有将内部空间的流入口与两个流出口相连的连通槽，所以能够实现构造简单的三通阀，其结果，能够降低三通阀的制造成本，其中，上述阀体用于对内部空间的流入口与两个流出口之间进行封闭并且切换它们之间的流路。

根据技术方案2所记载的发明，通过将内部空间设为杯状，能够利用简单的构造对其进行封闭。

根据技术方案3所记载的发明，当阀体处于第一位置时，能够将阀体的圆柱状部的一端面与外壳的内端面之间封闭。

根据技术方案4所记载的发明，由于第一连通槽沿周向延伸、且第二连通槽沿轴向延伸，因此例如能够将一方的流出口配置于内部空间的内周面，将另一方的流出口配置于内部空间的内端面。

根据技术方案5所记载的发明，由于第一连通槽与第二连通槽彼此连通，因此能够将流入口与两个连通槽相互连通。其结果，例如能够一边逐渐打开一方的流出口一边逐渐关闭另一方的流出口。

根据技术方案6所记载的发明，由于第一连通槽及第二连通槽彼此独立地形成，因此能够以简单的构造将其封闭。

根据技术方案7所记载的发明，只要是截面呈半圆形或者矩形的第一连通槽及第二连通槽，就能够容易形成。

根据技术方案8所记载的发明，通过将流入口及两个流出口配置于前述的规定的位置，能够简化外壳的构造。

根据技术方案9所记载的发明，例如能够利用螺线管并经由轴而驱动橡胶制的阀体。

根据技术方案10所记载的发明，只要是由EPDM、FKM或FFKM制成，就能够提高阀体的耐药性，因此能够提供可以应用于医疗用途的三通阀。

根据技术方案11所记载的发明，通过对阀体实施低摩擦化的表面处理，即便在例如为了提高阀体与外壳之间的封闭性而使该阀体与外壳相互紧密接触的状态下，也能够使橡胶制的阀体在外壳内顺畅地进行往返移动。换言之，能够以简单的构造实现高封闭性及可靠的动作。

根据技术方案12所记载的发明，能够将其用作医疗器械用的三通阀。

附图说明

图1为本发明的一实施方式的三通阀1的局部剖视图，示出了阀体3处于第一位置时的情况。

图2为三通阀1的局部剖视图，示出了阀体3处于第二位置时的情况。

图3为阀体3的四面图。

图4为作为第一变形例的阀体3A的立体图。

图5为作为第二变形例的阀体3B的立体图。

图6为作为第三变形例的阀体3C的立体图。

图7为作为第四变形例的阀体3D的立体图。

图8为三通阀1D的局部剖视图，示出了阀体3D处于第一位置时的情况。

图9为三通阀1D的局部剖视图，示出了阀体3D处于第二位置时的情况。

附图标记说明：

1、1D…三通阀；2、2D…外壳；3、3A、3B、3C、3D…阀体；4…轴；10…内部空间；11…内周面；12…内端面；20…流入口；21…第一流出口（一方的流出口）；22…第二流出口（另一方的流出口）；25…圆柱状部；27…一端面；31、31A、31B、31C、31D…第一连通槽；32、32A、32B、32C、32D…第二连通槽；S…轴向。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。

图1为本发明的一实施方式的三通阀1的局部剖视图，示出了阀体3处于第一位置时的情况。图2为三通阀1的局部剖视图，示出了阀体3处于第二位置时的情况。图3为阀体3的四面图。

参照图1，三通阀1具有近似筒状的外壳2、和用于在外壳2内切换流体的流动状态的阀体3。阀体3呈圆柱形状，能够沿着其轴向S在外壳2内进行滑动移动，从而在图1所示的第一位置与图2所示的第二位置之间进行往返运动。在阀体3的端部，设有用于使该阀体3进行往返移动的轴4。作为驱动源的螺线管5与该轴连接。

电磁阀6构成为包括三通阀1及螺线管5。通过对螺线管5通电或者停止通电，能够切换外壳1内的流路。例如在医疗用检查装置等医疗用器械中，三通阀1被用来控制医疗用药液等流体的流量、或者切换流体的流路。

外壳2例如由合成树脂、金属等硬质材料形成。在外壳2内，形成有一端被封堵的带底圆柱状的内部空间10。另外，作为与该内部空间10连通的流路，形成有流入路15、第一流出路16以及第二流出路17。

内部空间10具有圆形的内周面11、和以封堵该内周面11的轴向S的一端侧的方式设置的圆板状的内端面12。在内部空间10的敞开侧的端部设有扩径室13。扩径室13的内径大于内部空间10的内径。

流入路15能够使流体从外部向内部空间10流通。流入路15将作为其端部的流入口20开口设置于内部空间10的内周面11的规定位置。

第一流出路16能够使流体从内部空间10向外部流通。第一流出路16具有第一流出口21并将该第一流出口21作为其内部空间10侧的端部。在内周面11的、与流入口20大致相隔180°的一侧的规定的位置，第一流出口21以从内部空间10露出的方式而开口。第一流出口21在轴向S上配置于与流入口20不同的位置，例如配置在比流入口20靠内端面12的位置。

第二流出路17设置成独立于第一流出路16，能够使流体从内部空间10向外部流通。第二流出路17具有第二流出口22并将该第二流出口22作为其内部空间10侧的端部。在内端面12的规定位置、例如在内端面的中心，第二流出口22以从内部空间10露出的方式而开口。作为上述的规定位置，只要是在轴向S上观察时使得第二流出口22与阀体3的后述的第二连通槽32的端部不在任何局部彼此重叠的位置即可。

阀体3具有圆柱状部25、和圆板状的凸缘部26。圆柱状部25和凸缘部26由橡胶材料形成为一体。

圆柱状部25以与外壳2的内部空间10的周面彼此紧密接触的方式被收纳于该内部空间10内，并且上述周面彼此之间被封闭。

凸缘部26设在圆柱状部25的轴向S上的处于与一端面27相反的一侧的端部。凸缘部26以与外壳2的扩径室13的周面彼此紧密接触的方式被收纳于该扩径室13，并且凸缘部26的周面与扩径室13的周面之间被封闭。

参照图3，在阀体3的圆柱状部25的周表面形成有第一连通槽31及第二连通槽32。

第一连通槽31包括沿着圆柱状部25的周表面在周向上延伸的槽。当在第一连通槽31延伸的方向上对该第一连通槽31进行剖切时，该第一连通槽31的截面形状形成为半圆形，但也可以如后述那样形成为矩形。

具体而言，第一连通槽31沿周向呈环状地连续延伸，并形成为围绕圆柱状部25的椭圆形状。圆柱状部25的圆筒状的周表面、与相对于圆柱状部25的轴线倾斜交叉的平面所成的交线构成该椭圆形。对于第一连通槽31而言，在轴向S上距离一端面27最远的部分、以及轴向S上距离一端面27最近的部分，其沿着周向延伸，而在上述两个部分之间，其相对于周向倾斜地延伸。

第二连通槽32由沿着圆柱状部25的周表面在轴向S上笔直地延伸的槽构成，在轴向S上自一端面27起以规定长度延伸。对于第二连通槽32而言，其在一端面27敞开，在轴向S上与一端面27相反的一侧的端部，其与第一连通槽31在交叉方向上连接并相互连通。当在第一连通槽32延伸的方向上对该第二连通槽32进行剖切时，该第二连通槽32的截面形状形成为半圆形，但也可以如后述那样形成为矩形。

参照图1对电磁阀6的动作进行说明。三通阀1被螺线管5驱动。螺线管5具有：线圈35；通电时能够朝进入到线圈35内的位置移动的可动芯体（可动铁芯）36；以及作为施力部件的弹簧37，该弹簧37用于在非通电时使可动芯36返回到从线圈35突出的位置。

在未对线圈35通电的状态下，可动芯体36配置于从线圈35突出的位置。此时，三通阀1的阀体3位于第一位置。在第一位置，圆柱状部25的一端面27与内部空间10的内端面12紧密接触，从而将它们彼此间封闭。另外，凸缘部26的端面与扩径室13的端面相互紧密接触，从而将它们彼此间封闭。

此时，流入口20和与其对应的第一连通槽31的端部以彼此能够连通的方式对置。另外，第一流出口21和与其对应的第一连通槽31的端部以彼此能够连通的方式对置。这样，第一连通槽31将流入口20与第一流出口21连通。流体从流入路15经过第一连通槽31而向第一流出路16流通。

另一方面，在第一位置，流入口20和与其对应的第二连通槽31的端部在轴向S上相互分离。另外，外壳2的内端面12与阀体3的一端面27紧密接触，从而它们彼此间被封闭。第二流出口22被阀体3的一端面27封堵，处于一端面27侧的第二连通槽32的端部被外壳2的内端面12封堵。因此，在第一位置，流体虽然从流入口20经由第一连通槽31还流入第二连通槽32，但由于第二连通槽32并未与第二流出路17连通，所以流体不向第二流出路17流通。

参照图2，通过对线圈35通电，能够使可动芯体36向进入到线圈35内的位置进行滑动位移。由此，三通阀1的阀体3向第二位置位移。在第二位置，圆柱状部25的一端面27与内部空间10的内端面12分离规定距离。另外，凸缘部26的端面与扩径室13的端面分离规定距离。

此时，流入口20和与其对应的第二连通槽32的端部以彼此能够连通的方式对置。另外，经由外壳2的内端面12与阀体3的一端面27之间的部位而使得第二连通槽32与第二流出口22能够相互连通。流体从流入路15经过第二连通槽32向第二流出路17流通。

另一方面，在第二位置，流入口20和与其对应的第一连通槽31的端部在轴向S上相互分离。另外，第一流出口31和与其对应的第一连通槽31的端部，在轴向S上相互分离规定距离。对于该规定距离，优选为第一流出口21在轴向S上的最大尺寸的一半以上的距离。由此，第一流出口31与第一连通槽31无法相互连通。因此，在第二位置，流体虽然从流入口20经由第二连通槽32还向第一连通槽31流入，但却不向第一流出路16流通。

这样，通过使橡胶制的阀体3的圆柱状部25在被收纳于外壳2的内部空间10的状态下往返移动于第一位置与第二位置之间，能够切换外壳2的内部空间10的流入口20与两个流出口21、22之间的连通关系。由于在阀体3本身设有将流入口20与两个流出口21、22相连的连通槽31、32，因此能够实现构造简单的三通阀1，其结果，能够降低三通阀1的制造成本，其中，上述阀体3用于对内部空间10的流入口20与两个流出口21、22之间进行封闭并切换它们之间的流路。

另外，由于是在橡胶制的阀体3的外周面形成第一连通槽31及第二连通槽32，因此能够容易地形成这些沟，并且还能简化外壳2的构造。

另外，通过将内部空间10形成为杯状，能够以简单的构造对其进行封闭。

另外，当阀体3处于第一位置时，通过使阀体3的圆柱状部25的一端面27与外壳2的内端面12紧密接触，能够将它们之间封闭。

另外，通过使第一连通槽31沿周向延伸、且使第二连通槽32沿轴向S延伸，例如能够将一方的流出口21配置于内部空间10的内周面11，并能够将另一方的流出口22配置于内部空间10的内端面12。

另外，由于第一连通槽31与第二连通槽32彼此连通，因此从流入口20流入的流体能够流入到第一连通槽31及第二连通槽32这两个槽。因此，例如当使阀体3从第一位置向第二位置移动时，在一边逐渐打开第二流出口22一边逐渐关闭第一流出口21的期间内，能够使流体通过第一流出口21及第二流出口22这两个流出口流通。

另外，由于第一连通槽31及第二连通槽32是其截面形状呈半圆形的槽，因此能够容易地形成第一连通槽31及第二连通槽32。尤其是由于截面呈半圆形的第一连通槽31及第二连通槽32位于圆柱状部25的周面上，因此能够轻松地对带连通槽31、32的阀体3进行模具成型。因此能够简化模具的构造，从而能够降低制造成本。

例如，当将第一连通槽31设为截面的曲率半径R1在阀体3的圆柱状部25的直径D1的五分之一以下的半圆形时，能够轻松地对橡胶制的阀体3进行成型，从而能够降低制造成本（（5＊R1）≦（D1）。参照图3（a）。）。对于第二连通槽32也一样。

另外，通过将流入口20及第一流出口21配置于内周面11的互为相反侧的位置，并且将第二流出口22配置于内端面12，能够简化外壳2的构造。

另外，通过将金属制的轴4一体地设置于橡胶制的阀体3，例如能够利用螺线管5并经由轴4来驱动橡胶制的阀体3。

轴4由金属等硬质材料形成。轴4的规定长度的部分从阀体3的与一端面27相反的一侧的端面的中央沿着轴向S突出，轴4的剩余部分埋设于阀体3内。

为了使轴4与阀体3一体化，例如当利用橡胶并通过模具来形成阀体3时，在轴4的被埋设的部分涂覆粘接剂，并且，在将该轴4的被埋设的部分插入到模具内的状态下，在模具内对橡胶进行硫化成型，由此而对阀体3进行成型。由此，能够将轴4与橡胶制的阀体3粘接。

橡胶制的阀体3优选由EPDM（三元乙丙橡胶橡胶）、FKM（偏二氟乙烯类氟橡胶）及FFKM（四氟乙烯－全氟乙烯基醚类氟橡胶）中的任意材料形成。这种情况下，由于能够提高阀体3的耐药性，因此能够提供能够可以应用于医疗用途的三通阀1。其中，对于耐药性而言，FKM的耐药性强于EPDM的耐药性，FFKM的耐药性强于FKM的耐药性。

另外，若将阀体3应用于耐药性方面并不构成问题的用途，则还可以将天然橡胶、NBR（丁腈橡胶）等普通的橡胶材料用于阀体3。

至少对橡胶制的阀体3的圆柱状部25的周面实施低摩擦化的表面处理。例如，实施氯化处理、表面处理等。由此，能够降低阀体3的滑动移动时的摩擦阻力。进而，即便是在为了提高阀体3与外壳2之间的封闭性而使其相互紧密接触的状态下，也能够使橡胶制的阀体3在外壳2内顺畅地进行往返移动。换言之，能够以简单的构造实现高封闭性和可靠的动作。

另外，对于本实施方式，还能够想到如下变形例。在以下的说明中，以这些变形例与前述实施方式的不同点为中心进行说明。此外，其他结构与前述实施方式中的结构相同。

例如，可以使用图4所示的阀体3A、图5所示的阀体3B、图6所示的阀体3C来替代阀体3。另外，还可以使用图7～图9所示的阀体3D及外壳2D来替代阀体3。

图4是作为第一变形例的阀体3A的立体图。图5是作为第二变形例的阀体3B的立体图。图6是作为第三变形例的阀体3C的立体图。

如图4所示，第一连通槽31A与第二连通槽32A可以不具有在阀体3A的圆柱状部25的周表面相连的部分。这种情况下，能够以简单的构造将第一连通槽31A与第二连通槽32A之间封闭。

另外，如图5所示，第一连通槽31B可以是在阀体3B的周向上以规定长度（例如，相当于半周的长度）形成的具有端部的槽。

另外，如图5所示，可以将第一连通槽31B及第二连通槽32B的端部的形状形成为矩形。

另外，如图6所示，第一连通槽31C可以包括将阀体3C倾斜地贯通的贯通孔。

另外，如图6所示，第二连通槽32C可以是截面形状呈矩形状的槽。由此，能够容易地形成第二连通槽32C。

此外，可以将前述的各阀体3、3A、3B、3C的特征应用于其他阀体。另外，还可以将前述的第一及第二连通槽的特征应用于其他实施方式、变形例的第一及第二连通槽。另外，还可以将其应用于后述的阀体、连通槽。

图7是作为第四变形例的阀体3D的立体图。图8是三通阀1D的局部剖视图，示出了阀体3D处于第一位置时的情况。图9是三通阀1D的局部剖视图，示出了阀体3D处于第二位置时的情况。

参照图7，阀体3D具有第一连通槽31D及第二连通槽32D。第一连通槽31D及第二连通槽32D均沿周向延伸成不具有端部的环状，且在圆周面上形成为椭圆形。包括第一连通槽31D延伸而成的椭圆形的平面、与包括第二连通槽32D延伸而成的椭圆形的平面，相对于阀体3的轴向S彼此朝相反方向倾斜。另外，与该阀体3D对应地使用了外壳2D。该外壳2D的内周面11在轴向S的两侧敞开，在轴向S上互不相同的位置具有第一流出口21及第二流出口22。

参照图8，当处于第一位置时，流入口20与第一连通槽31D以能够连通的方式对置，第一流出口21与第一连通槽31D以能够连通的方式对置。另一方面，流入口20与第二连通槽32D在轴向S上分离而无法连通，第二流出口22与第二连通槽32D在轴向上分离而无法连通。

参照图9，当处于第二位置时，流入口20与第二连通槽32D以能够连通的方式对置，第二流出口22与第二连通槽32D以能够连通的方式对置。另一方面，流入口20与第二连通槽31D在轴向S上分离而无法连通，第一流出口21与第一连通槽31D在轴向上分离而无法连通。

另外，还想到了在各阀体中废弃轴4、凸缘部26的方案。另外，还可以使用螺线管以外的直动式驱动源来驱动三通阀。

除此之外，能够在权利要求书所记载的事项的范围内实施各种设计变更。

Claims (6)

1.一种三通阀，其特征在于，

所述三通阀包括：

外壳，该外壳具备圆柱状的内部空间，该内部空间具有一个流入口及两个流出口；以及

橡胶制的阀体，该阀体具有以与所述圆柱状的内部空间内紧密接触的方式收纳于该内部空间内的圆柱状部，

在所述内部空间内，所述圆柱状部能够在第一位置与第二位置之间进行往返移动，所述第二位置是相对于所述第一位置在所述圆柱状部的轴向上进行滑动移动后的位置，

在所述圆柱状部的周表面形成有：第一连通槽，当所述圆柱状部处于所述第一位置时，该第一连通槽用于使所述流入口与所述两个流出口中的一方的流出口连通；以及第二连通槽，当所述圆柱状部处于所述第二位置时，该第二连通槽用于使所述流入口与所述两个流出口中的另一方的流出口连通，

所述圆柱状的内部空间具有：圆形的内周面；以及圆板状的内端面，该内端面设置成将所述内周面的轴向一端侧封堵，

所述第一位置是所述圆柱状部的一端面与所述内部空间的内端面紧密接触的位置，

所述第二位置是所述圆柱状部的一端面相对于所述内部空间的内端面离开规定距离的位置，

所述第一连通槽包括沿着所述圆柱状部的周表面而在周向上延伸的槽，

所述第二连通槽包括沿着所述圆柱状部的周表面而在轴向上延伸的槽，

所述第一连通槽与所述第二连通槽，在所述圆柱状部的周表面的规定位置、且在交叉方向上连接，

所述流入口在所述内周面的规定的位置形成为入口从所述内部空间露出，

所述两个流出口中的一方，在所述内周面的与所述流入口的入口大致隔开180°的一侧的、规定的位置，形成为出口从内周面露出，

所述两个流出口中的另一方在所述内端面的规定的位置形成为出口从所述内部空间露出。

2.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

所述第一连通槽及所述第二连通槽是截面形状呈半圆形或者矩形状的槽。

3.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

所述橡胶制的阀体具备轴，该轴从该阀体的与所述一端面相反的一侧的端面中央突出、且与阀体形成一体。

4.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

所述橡胶制的阀体由EPDM、FKM及FFKM中的任一种材料形成。

5.根据权利要求4所述的三通阀，其特征在于，

至少对所述橡胶制的阀体的所述圆柱状部的周面实施低摩擦化的表面处理。

6.根据权利要求1所述的三通阀，其特征在于，

从所述流入口流入并从所述两个流出口中的任一流出口流出的流体为医疗用药液。