CN112888887B - 流路切换阀 - Google Patents

Abstract

提供一种能够提高空气的流通性并有效地减小高度方向的大小的流路切换阀。在流路切换阀(1)中，电位器基座(82)的传感器支承部(84)形成为比安装于阀轴(40)的大径齿轮(67)的直径小的圆板形状，在传感器支承部(84)安装有电位器(85)并且传感器支承部(84)与大径齿轮(67)重叠地配置。在齿轮壳体部(52)的上壁部(54)设置的通气部(70)具有：设于通气孔(71a)的平板部(71)、与通气孔(71a)相连且向上方延伸的通气管(72)以及覆盖于通气管(72)的帽形状的过滤部件(73)。而且，通气部(70)的通气孔(71a)配置成与中间齿轮体(63)的第二蜗杆(66)相对。

Description

流路切换阀

技术领域

本发明涉及一种流路切换阀，尤其涉及一种具有收容驱动阀芯的驱动部的壳体的流路切换阀。

背景技术

专利文献1公开了以往的流路切换阀的一例。该流路切换阀具有：具有阀室的阀主体、配置在阀室内的球状的阀芯、与阀芯连结的阀轴以及由经由阀轴驱动阀芯旋转的电机和驱动齿轮等构成的旋转驱动部。

这样的流路切换阀设有：通气孔，该通气孔用于防止齿轮壳体内的结露并用于使空气在齿轮壳体的内外流通；以及通气管，该通气管与该通气孔相连并向上方延伸。而且，在该通气管覆盖有帽形状的过滤部件，该过滤部件容许空气的流通且阻止液体的流通。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018-115690号公报

发明要解决的技术问题

然而，设置于齿轮壳体的通气管和过滤部件具有规定高度，因此使流路切换阀在高度方向上变大。尤其是，在具有检测阀芯的旋转位置的旋转位置检测部的流路切换阀中，存在旋转位置检测部被配置在旋转驱动部的上方的情况。在这样的流路切换阀中，若通气孔被配置成与旋转位置检测部相对，则使流路切换阀在高度方向上进一步变大。因此，成为将流路切换阀小型化的障碍。

发明内容

在此，本发明的目的在于，提供一种能够提高空气的流通性并有效地减小高度方向的流路切换阀。

用于解决技术问题的技术手段

为了达到上述目的，本发明的流路切换阀具有：阀主体、能够旋转地收容于所述阀主体的阀芯、安装于所述阀芯的阀轴、经由所述阀轴驱动所述阀芯旋转的驱动部、检测所述阀芯的旋转位置的旋转位置检测部以及安装于所述阀主体并收容所述驱动部和所述旋转位置检测部的壳体，其中，所述驱动部具有电机、第一蜗杆、中间齿轮体以及大径齿轮，所述壳体具有电机壳体部和齿轮壳体部，所述齿轮壳体部具有：底壁部，该底壁部一体地设置有所述电机壳体部；上壁部，该上壁部设置有用于使空气在所述齿轮壳体部的内外流通的通气部；以及周壁部，该周壁部将所述底壁部和所述上壁部连结，所述电机以驱动轴从设于所述底壁部的贯通孔向所述齿轮壳体部内突出的方式配置在所述电机壳体部内，所述第一蜗杆安装于所述驱动轴，所述中间齿轮体配置在所述齿轮壳体部内，具有：轴部、设置在所述轴部的一端部并与所述第一蜗杆啮合的小径齿轮以及设置在所述轴部的另一端部并与所述大径齿轮啮合的第二蜗杆，所述大径齿轮配置在所述齿轮壳体部内，并与所述阀轴同轴地安装，所述旋转位置检测部具有：对所述阀轴的旋转角进行检测的旋转角传感器和支承所述旋转角传感器的基体，所述通气部配置成与所述第二蜗杆相对。

在本发明中，优选的是，所述通气部具有：设有通气孔的平板部、与所述通气孔相连并向上方延伸的通气管以及覆盖于所述通气管的帽形状的过滤部件。

在本发明中，优选的是，所述基体具有：基座主体部，该基座主体部安装于所述齿轮壳体部；以及传感器支承部，在该传感器支承部支承有对所述阀轴的旋转角进行检测的所述旋转角传感器，在所述传感器支承部的所述第二蜗杆侧的缘部设有切口部。

发明效果

根据本发明，在齿轮壳体部的上壁部设置的通气部配置成与中间齿轮体的第二蜗杆相对。这样，能够避免与大径齿轮啮合的中间齿轮体的第二蜗杆与旋转位置检测部重叠。因此，能够避开旋转位置检测部而将通气部配置成与第二蜗杆相对，因此，能够有效地减小流路切换阀的高度方向的大小。另外，通过第二蜗杆的旋转而使空气在通气部的附近流动，因此，能够有效地提高在齿轮壳体部的内外的空气的流通性。

附图说明

图1是本发明的一个实施方式的流路切换阀的立体图。

图2是图1的流路切换阀的纵剖视图。

图3是沿着图2的A-A线的剖视图。

图4是表示图1的流路切换阀中的将齿轮壳体部的上壁部去除后的状态的俯视图。

图5是表示图1的流路切换阀中的将齿轮壳体部的上壁部和旋转位置检测部去除后的状态的俯视图。

图6是沿着图4的B-B线的剖视图。

具体实施方式

以下，参照图1～图6对本发明的一个实施方式的流路切换阀进行说明。

图1是本发明的一个实施方式的流路切换阀的立体图。图2是沿着图1的流路切换阀中的球阀芯的旋转轴线的剖视图(纵剖视图)。图3是沿着图2的A-A线的剖视图。图4是表示在图1的流路切换阀中将齿轮壳体部的上壁部去除后的状态的俯视图，图5是表示将旋转位置检测部进一步去除后的状态的俯视图。图6是沿着图4的B-B线的剖视图。在以下的说明中，“上下左右”用于表示各图中的各部件的相对位置关系，并不是表示绝对的位置关系。在各图中，将X轴方向设为左右方向，将Y轴方向设为跟前-里侧方向(正面-背面方向)，将Z轴方向设为上下方向。X轴、Y轴以及Z轴彼此正交。

如各图所示，本实施方式的流路切换阀1具有：阀主体10；作为阀芯的球阀芯20；阀座部件30、30；密封部件31、31；以及阀轴40。另外，流路切换阀1具有壳体50、驱动部60、通气部70以及旋转位置检测部80。

阀主体10例如以聚苯硫醚(PPS)等合成树脂作为材料，并形成为上端开口的大致立方体箱状。

在阀主体10的左侧壁部10a设有大致L字状的第一流路11。在阀主体10的正面壁部10b设有直线状的第二流路12。在阀主体10的右侧壁部10c设有与第一流路11呈面对称的大致L字状的第三流路13。第一流路11的开口11a、第二流路12的开口12a以及第三流路13的开口13a朝向相同方向(正面方向)。第一流路11、第二流路12以及第三流路13与设置于阀主体10内的阀室14相通。也可以设置两个或四个以上的多个流路作为与阀室14相通的流路。

球阀芯20例如以金属、合成树脂等作为材料，并形成为中空球状(球体状)。球阀芯20被阀座部件30、30支承为能够旋转并收容于阀室14。球阀芯20在图3所示的旋转位置设置有：朝向左侧开口的第一开口21、朝向正面开口的第二开口22以及朝向右侧开口的第三开口23。在球阀芯20的内部设置有在俯视观察时呈大致T字形的切换流路25，该切换流路25使第一开口21、第二开口22以及第三开口23彼此连接。另外，也可以是，球阀芯20例如仅具有第一开口21和第二开口22，并且设置有在俯视观察时呈大致L字形的切换流路25，在图3所示的旋转位置，该切换流路25使第一开口21和第二开口22彼此连接。另外，虽然在本实施方式中使用球阀芯20作为阀芯，但是也可以使用柱状的阀芯。

切换流路25构成为与旋转位置对应地切换第一流路11、第二流路12及第三流路13之间的连接。具体而言，当球阀芯20位于图3所示的旋转位置时，切换流路25使第一流路11、第二流路12及第三流路13相连接。当球阀芯20从图3所示的旋转位置旋转到在俯视观察下顺时针旋转90度的旋转位置时，切换流路25使第一流路11与第二流路12连接。当球阀芯20从图3所示的旋转位置旋转到在俯视观察下逆时针旋转90度的旋转位置时，切换流路25使第二流路12与第三流路13连接。

在球阀芯20的上部设置有供后述的阀轴40插入的阀轴插入孔24。阀轴插入孔24形成为通过插入有阀轴40而使球阀芯20伴随着该阀轴40的旋转而绕着作为旋转轴线的轴线L旋转。在本实施方式中，阀轴插入孔24形成为正六边形。

阀座部件30、30例如以聚四氟乙烯(PTFE)等的合成树脂作为材料，并形成为圆环状。阀座部件30、30形成一对，并在左右方向上彼此空开间隔且相对地收容于阀室14。阀座部件30、30在阀室14内将球阀芯20夹在阀座部件30、30之间并将球阀芯20支承为能够进行旋转。

密封部件31、31例如是由橡胶材料等弹性材料构成的O型圈，被配置为以压缩状态被夹在一方的阀座部件30与阀主体10的左侧壁部10a之间以及另一方的阀座部件30与阀主体10的右侧壁部10c之间。在本实施方式中，密封部件31安装于在阀座部件30设置的环状槽30a，该密封部件31的一部分从环状槽30a突出。密封部件31、31和阀座部件30、30一起将阀主体10与球阀芯20之间封闭(密封)。通过成为将环状槽30a设置于阀座部件30的结构，能够容易地进行阀主体10侧的成形，并能够以将密封部件31组装到环状槽30a的状态进行装配，因此能够降低装配工时。另外，也可以是省略密封部件31、31而采用由橡胶材料等弹性材料构成的、兼备密封部件的功能的阀座部件30、30的结构。

阀轴40是合成树脂制，形成为整体沿直线状延伸的柱形状，并具有圆柱部41和与圆柱部41的下端同轴地相连的棱柱部42。阀轴40配置为沿着轴线L。

在圆柱部41的下端部遍及整周地设置有槽，在该槽嵌入有以橡胶材料等作为材料而形成环状的O型圈44。在圆柱部41的上端部同轴地安装有驱动部60的大径齿轮67。另外，在圆柱部41中的朝向上方的端面41a的中央，贯穿地设置有沿着轴线L的大致圆柱状的安装孔45。旋转位置检测部80的电位器轴81通过压入而被安装于安装孔45。

棱柱部42形成为与轴线L正交的截面的形状(横截面形状)是与阀轴插入孔24相同的正六边形的柱状。棱柱部42通过插入于球阀芯20的阀轴插入孔24而以沿着轴线L的方式安装于该球阀芯20。棱柱部42的横截面形状形成为与阀轴插入孔24相同的正六边形。因此，阀轴插入孔24与棱柱部42嵌合，球阀芯20伴随着阀轴40的旋转而绕轴线L旋转。棱柱部42除了是正六边形以外，也可以例如是三角形柱状、四边形柱状等多边形柱状；使圆柱的侧面的一部分成为平面的截面D字形的柱状。在这种情况下，阀轴插入孔24也形成为与棱柱部42的横截面形状相同的形状。

壳体50例如以聚苯硫醚(PPS)等的合成树脂作为材料而构成，并安装于阀主体10。壳体50收容驱动部60。壳体50具有电机壳体部51和齿轮壳体部52。

电机壳体部51形成为有底圆筒状，收容驱动部60的电机61。

齿轮壳体部52具有：一体地设置有电机壳体部51的平板状的底壁部53、设有通气部70的上壁部54以及将底壁部53和上壁部54连结的壁部55。在本实施方式中，底壁部53与周壁部55一体地设置，上壁部54通过未图示的螺纹固定结构、卡扣结构等安装于周壁部55的上端。齿轮壳体部52收容驱动部60的第一蜗杆62、中间齿轮体63和大径齿轮67以及旋转位置检测部80。

齿轮壳体部52在底壁部53一体地具有圆筒状的轴承部56。轴承部56插入有阀轴40的圆柱部41，并将圆柱部41支承为能够旋转。另外，齿轮壳体部52具有从底壁部53向下方突出设置的大致四边形筒状的内侧周壁部57。内侧周壁部57插入于阀主体10的内侧，并通过超声波焊接等与阀主体10接合。另外，齿轮壳体部52也可以通过螺纹固定结构等安装于阀主体10。

驱动部60经由阀轴40驱动球阀芯20旋转。驱动部60具有电机61、构成减速机的第一蜗杆62、以及中间齿轮体63和大径齿轮67。

电机61以驱动轴61a从在齿轮壳体部52的底壁部53设置的贯通孔53a突出到齿轮壳体部52内的方式配置在电机壳体部51内。第一蜗杆62安装在驱动轴61a的顶端。

中间齿轮体63配置在齿轮壳体部52内。中间齿轮体63具有：轴部64；设置在轴部64的一端部64a且与第一蜗杆62啮合的小径齿轮65(第一蜗轮)；以及设于轴部64的另一端部64b且与大径齿轮67(第二蜗轮)啮合的第二蜗杆66。

在本实施方式中，中间齿轮体63配置为在俯视观察时(参照图4)与将第一蜗杆62的旋转轴(驱动轴61a)与大径齿轮67的旋转轴(轴线L)连结的假想线不相交。即，中间齿轮体63不配置在第一蜗杆62与大径齿轮67之间。根据该结构，能够使中间齿轮体63的组装、拆卸变得容易。例如，在将电位器基座82组装后，能够将中间齿轮体63的两端部配置于齿轮壳体部52的凹部58、58，以两端部不会从凹部58、58脱落的方式在上壁部54形成的凸部59、59被支承为旋转自如。

大径齿轮67配置在齿轮壳体部52内。大径齿轮67通过将阀轴40的圆柱部41压入设于中央的贯通孔而被安装。

驱动部60将电机61的驱动轴61a的旋转力通过第一蜗杆62、中间齿轮体63及大径齿轮67传递到阀轴40，从而使阀轴40绕轴线L旋转。由此，将球阀芯20定位在期望的旋转位置。

通气部70是使空气在齿轮壳体部52的内外流通的机构。通气部70具有平板部71、通气管72以及过滤部件73。平板部71是上壁部54的一部分，并贯通设置有通气孔71a。通气管72形成为圆筒形状，设置成从平板部71中的通气孔71a的周缘部向上方延伸。通气管72的内侧空间与通气孔71a相连。过滤部件73形成为帽形状，具有容许空气的流通且阻止液体的流通的功能。

通气部70的通气孔71a配置成与中间齿轮体63的第二蜗杆66相对。由此，能够通过第二蜗杆66的旋转而使空气在通气孔71a的附近积极地流动。

旋转位置检测部80具有作为旋转角输出轴的电位器轴81、作为基体的电位器基座82以及作为旋转角传感器的电位器85。

电位器轴81例如是不锈钢、黄铜等金属制或聚苯硫醚(PPS)等的合成树脂制，并与阀轴40分体地设置。电位器轴81通过被压入于阀轴40的安装孔45而与阀轴40同轴地固定而安装。电位器轴81的设于上端部的D形切割形状的嵌合轴部81a与电位器85的转子86嵌合。另外，也可以是嵌合轴部81a一体地设置于阀轴40的端面41a。

电位器基座82是合成树脂制，一体地具有基座主体部83和传感器支承部84。基座主体部83形成为大致平板状，通过螺纹件95、95固定于从齿轮壳体部52的底壁部53向上方突出的凸台53b、53b。传感器支承部84形成为比大径齿轮67直径小的大致圆板状，并在中央安装有电位器85。传感器支承部84在齿轮壳体部52内配置成与大径齿轮67的上方重叠。传感器支承部84的形状也可以是例如四边形状等圆板状以外的形状，但在配置成与大径齿轮67的上方重叠时，传感器支承部84为了不与中间齿轮体63的第二蜗杆66重叠而形成为比大径齿轮67小。

另外，传感器支承部84在第二蜗杆66侧的缘部设有切口部84a。在本实施方式中，切口部84a具有将传感器支承部84切割掉圆弧状的形状。通过这样，能够使传感器支承部84从第二蜗杆66远离，因此，能够容易地将具有通气孔71a的通气部70配置在与第二蜗杆66相对的位置。

电位器85是用于检测旋转角(旋转角度)的旋转角传感器。电位器85具有圆板状的转子86和电位器主体部87，该电位器主体部87是将转子86支承为能够旋转，并将与转子86的旋转角对应的信号(电压)输出的信号输出部。在转子86的中央设有俯视观察时为D字形的嵌合孔，电位器轴81的嵌合轴部81a贯通该嵌合孔，并且转子86以与嵌合轴部81a一起旋转的方式与该嵌合孔嵌合。转子86随着嵌合轴部81a的旋转而旋转。由此，电位器85对绕着电位器轴81(即，阀轴40和球阀芯20)的轴线L旋转的旋转角进行检测。

在流路切换阀1中，驱动部60所具有的电机61的驱动轴61a的旋转力通过大径齿轮67等向阀轴40输出，阀轴40绕着轴线L旋转。随着该阀轴40的旋转而球阀芯20绕着轴线L旋转，并被定位在各旋转位置。由此，实现与旋转位置对应的流路的连接。另外，电位器轴81与阀轴40一起绕着轴线L旋转，从电位器85输出与电位器轴81的旋转角对应的信号。根据从电位器85输出的信号，能够监视球阀芯20的旋转位置。

如上所述，根据本实施方式的流路切换阀1，电位器基座82的传感器支承部84形成为比安装于阀轴40的大径齿轮67直径小的圆板形状，在传感器支承部84安装有电位器85且传感器支承部84配置成与大径齿轮67重叠。在齿轮壳体部52的上壁部54设置的通气部70具有设有通气孔71a的平板部71、与通气孔71a相连并向上方延伸的通气管72以及覆盖于通气管72的帽形状的过滤部件73。而且，通气部70的通气孔71a被配置成与中间齿轮体63的第二蜗杆66相对。这样，能够避免与大径齿轮67啮合的中间齿轮体63的第二蜗杆66与电位器基座82的传感器支承部84重叠。因此，能够避开传感器支承部84而将具有通气孔71a的通气部70配置成与第二蜗杆66相对，因此，能够有效地减小流路切换阀1的高度方向的大小。另外，通过第二蜗杆66的旋转而在通气孔71a的附近使空气流动，因此能够有效地提高在齿轮壳体部52的内外的空气的流通性。

上述对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于这些例子。只要不违反本发明的主旨，本领域技术人员对前述的实施方式适当进行构成要素的追加、删除、设计变更、将实施方式的特征进行适当的组合，都包含在本发明的范围内。

符号说明

1…流路切换阀、10…阀主体、10a…左侧壁部、10b…正面壁部、10c…右侧壁部、11…第一流路、12…第二流路、13…第三流路、11a、12a、13a…开口、14…阀室、20…球阀芯、21…第一开口、22…第二开口、23…第三开口、24…阀轴插入孔、25…切换流路、30…阀座部件、30a…环状槽、31…密封部件、40…阀轴、41…圆柱部、41a…端面、42…棱柱部、44…O型圈、45…安装孔、50…壳体、51…电机壳体部、52…齿轮壳体部、53…底壁部、54…上壁部、55…周壁部、56…轴承部、57…内侧周壁部、58…凹部、59…凸部、60…驱动部、61…电机、61a…驱动轴、62…第一蜗杆、63…中间齿轮体、64…轴部、64a…一端部、64b…另一端部、65…小径齿轮、66…第二蜗杆、67…大径齿轮、70…通气部、71…平板部、71a…通气孔、72…通气管、73…过滤部件、80…旋转位置检测部、81…电位器轴、81a…嵌合轴部、82…电位器基座、83…基座主体部、84…传感器支承部、84a…切口部、85…电位器、86…转子、87…电位器主体部、95…螺纹件

Claims (3)

1.一种流路切换阀，具有：阀主体、能够旋转地收容于所述阀主体的阀芯、安装于所述阀芯的阀轴、经由所述阀轴驱动所述阀芯旋转的驱动部、检测所述阀芯的旋转位置的旋转位置检测部以及安装于所述阀主体并收容所述驱动部和所述旋转位置检测部的壳体，其特征在于，

所述驱动部具有电机、第一蜗杆、中间齿轮体以及大径齿轮，

所述壳体具有电机壳体部和齿轮壳体部，

所述齿轮壳体部具有：底壁部，该底壁部一体地设置有所述电机壳体部；上壁部，该上壁部设置有用于使空气在所述齿轮壳体部的内外流通的通气部；以及周壁部，该周壁部将所述底壁部和所述上壁部连结，

所述电机以驱动轴从设于所述底壁部的贯通孔向所述齿轮壳体部内突出的方式配置在所述电机壳体部内，

所述第一蜗杆安装于所述驱动轴，

所述中间齿轮体配置在所述齿轮壳体部内，具有：轴部、设置在所述轴部的一端部并与所述第一蜗杆啮合的小径齿轮以及设置在所述轴部的另一端部并与所述大径齿轮啮合的第二蜗杆，

所述大径齿轮配置在所述齿轮壳体部内，并与所述阀轴同轴地安装，

所述旋转位置检测部收容在所述齿轮壳体部内，并且具有：对所述阀轴的旋转角进行检测的旋转角传感器和支承所述旋转角传感器的基体，

所述通气部配置成与所述第二蜗杆相对。

2.根据权利要求1所述的流路切换阀，其特征在于，

所述通气部具有：设有通气孔的平板部、与所述通气孔相连并向上方延伸的通气管以及覆盖于所述通气管的帽形状的过滤部件。

3.根据权利要求1或2所述的流路切换阀，其特征在于，

所述基体具有：基座主体部，该基座主体部安装于所述齿轮壳体部；以及传感器支承部，在该传感器支承部支承有对所述阀轴的旋转角进行检测的所述旋转角传感器，

在所述传感器支承部的所述第二蜗杆侧的缘部设有切口部。