CN115807863A - 旋转阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种通过旋转阀的旋转来切换接口,并且在抑制接口处的流路阻力的状态下送出流体的旋转阀。该旋转阀包括配置有沿着圆周方向排列的至少3个接口P的阀室2;与3个接口P分别连通的至少3个外部流路L;以及旋转自如地被收纳于阀室2并且通过旋转动作来切换多个接口P之间的流体的流动的阀转子R。第1接口P1沿着阀室2的壁部3的圆周方向延伸,在对应于第1接口P1的外部流路L与第1接口P1之间形成有第1缓冲部Sa,该第1缓冲部Sa形成为覆盖第1接口P1整体,并具有与阀流路14的圆周方向宽度相比更大的圆周方向宽度的空间。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋转阀。
背景技术
作为旋转阀,在专利文献1中记载了一种四位五通换向阀,其具备形成有与5个接口连通的5个阀室的阀箱和被重合配置在该阀箱上的阀芯,该换向阀通过旋转阀芯,使形成于阀芯的多个连接通路与阀室连接,从而控制在接口处的流体的流动。
另外,作为旋转阀,在专利文献2中记载了如下结构:在具备5个接口的阀壳体(valve housing)内部以旋转自如的方式收纳阀杆外壳(stem shell),通过阀杆外壳的旋转,选择性地结合5个接口中事先设定的接口,从而使流体可以在结合的接口之间流动。
专利文献
专利文献1:日本实开平6-022672号公报
专利文献2:日本特表2018-536128号公报
发明内容
专利文献1具有如下结构:使阀箱与阀芯以旋转轴为中心而相对旋转自如地重合,并使阀箱的5个阀室在阀箱与阀芯的边界处开放,在上述阀室开放的部位形成固定侧阀座。在阀芯中,以旋转轴为中心间隔90°的4个开口在阀箱与阀芯的边界处开放,在该开放的部位形成可动侧阀座。该换向阀通过第1连接通路连接相邻的2个开口,通过第2连接通路连接剩余的2个开口。
由此,在进行阀芯的旋转操作时,可以控制流体在5个接口中的2组的2个接口之间流动。
在专利文献2中记载了一种旋转阀(在专利文献2中为多接口多模式阀),其中,相对于圆筒状的阀壳体,形成有以阀杆外壳的旋转轴芯为中心而呈放射状姿势并形成为筒状的5个接口,且在阀杆外壳具备决定流体的流动的2个通道。
在该专利文献2中,如该文献的图8所示,以使流体从接口A流向接口C的模式为基准,旋转阀杆外壳,如该文献的图9所示,可以切换为使来自接口B的流体流向接口C的模式。
为了实现上述切换,在专利文献2的旋转阀中,充分扩大了与阀杆外壳的流路的端部相对应的接口C的开口面积,并且相比接口C,缩小了接口A和接口B与阀杆外壳相对的部位的开口面积。但是,在缩小接口的开口面积的结构中,会增大流路的阻力,抑制流体的流动。
另外,如专利文献2所记载,在通过收纳于阀壳体的内部的阀杆外壳来控制各个接口中的流体的流动的结构中,如专利文献2的图8~图13等所记载,与阀壳体连接的流路的姿势以阀壳体为中心而设定为放射状,由此控制在接口与阀转子的边界部位处的流路阻力的增大。
但是,如果考虑具备旋转阀的机器的结构、可以配置流路的空间,则与阀壳体连接的流路的姿势大多难以形成为专利文献2所示的放射状,例如,也可以想象流路相对于阀壳体的外表面以接近切线的角度连接的结构。在流路以这样的角度连接的结构中,也存在增大接口与阀转子(在专利文献2中为阀杆外壳)的边界的流路阻力的隐患。
鉴于上述理由,人们寻求一种在具有通过阀转子的旋转来控制流向接口的流体的结构的同时,在抑制接口处的流路阻力的状态下将流体送出的旋转阀。
本发明所涉及的1个特征结构在于以下方面:其具备:阀室,上述阀室在以旋转轴芯为中心的圆筒状的壁部,以第1接口、第2接口、第3接口的顺序至少配置有第1接口、第2接口、第3接口这至少3个接口,作为沿着圆周方向排列的开口;至少3个外部流路,上述外部流路配置于上述阀室的外部,至少与上述第1接口、上述第2接口、上述第3接口这3个上述接口分别连通;以及阀转子,上述阀转子以上述旋转轴芯为中心而旋转自如地收纳于上述阀室,并且通过旋转动作来切换多个上述接口之间的流体的流动,并且,上述阀转子具备阀流路,上述阀流路使得在设定于第1旋转位置的状态下,流体可以在上述第1接口与上述第2接口之间流动,为了在设定于使上述阀转子从上述第1旋转位置仅旋转指定角度而得到的第2旋转位置的状态下,流体可以经由上述阀流路,在上述第1接口与上述第3接口之间流动,上述第1接口对应于上述指定角度而沿着上述壁部的圆周方向延伸,在对应于上述第1接口的上述外部流路与上述第1接口之间形成有第1缓冲部,上述第1缓冲部形成为覆盖上述第1接口整体,并具有与上述阀流路的圆周方向宽度相比更大的圆周方向宽度的空间。
根据上述特征结构,第1接口形成于沿阀室的壁部的圆周方向延伸的区域,因此即使在将阀转子从第1旋转位置切换至第2旋转位置的情况下,也可以从第1接口向阀转子的阀流路供给流体。另外,在本结构中,如专利文献2所记载的接口A或者接口B所示,因为无需采用缩小第2接口与第3接口的流路面积的结构,所以不会增大第2接口与第3接口处的流路阻力。
此外,因为形成有第1缓冲部,其构成为覆盖壁部中的第1接口,并具有与阀流路的圆周方向宽度相比更大的圆周方向宽度的空间,外部流路的流体流向上述第1缓冲部,因此即使例如外部流路相对于第1接口而配置为沿着壁部的切线的姿势,也能够使在外部流路与第1接口之间流动的流体在第1缓冲部的内部以与第1接口的开口正交的姿势(沿着通过阀室的中心的假想直线的姿势)流动,从而可以消除流路陡然弯折的不良状况,抑制该部位的流路阻力的增大。
因此,构成了在具有通过阀转子的旋转来控制流向接口的流体的结构的同时,在抑制接口处的流路阻力的状态下将流体送出的旋转阀。
作为在上述结构基础上的结构,上述第1缓冲部可为具有从上述壁部的外表面向外侧突出的外壁面的空间。
由此,第1缓冲部可以形成为在第1接口的外部向阀室的壁部的外侧伸出。另外,由于第1缓冲部为向阀室的壁部的外侧伸出的结构,因此即使在与第1接口之间配置有用于流体流动的外部流路,也可以任意设定外部流路与外壁部连接的角度。
作为在上述结构基础上的结构,上述第1缓冲部可为越是靠近上述壁部的区域则流路截面积越是扩大的扩大区域。
由此,通过使外部流路成形为在外部流路中越是靠近壁部的区域则流路截面积越是扩大,即使不采用在阀室的外部附加部件的结构,也可以形成与第1接口连通的第1缓冲部。另外,在该结构中,仅需变更外部流路的端部的结构即可,因此可以抑制结构的复杂化。
作为在上述结构基础上的结构,上述阀流路的流路截面积可大于上述第1缓冲部与上述第1接口之间的边界的流路截面积。
由此,与第1接口与阀流路之间的边界处的作用于流体的流路阻力相比,可以减小阀转子的阀流路中的流路阻力,从而在不导致流量下降的情况下,使流体呈现良好的流动。
作为在上述结构基础上的结构,上述阀室可以第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口的顺序,在上述第1接口、上述第2接口、上述第3接口以外进一步具备第4接口和第5接口,上述阀转子具有连通流路,无论在上述阀转子位于上述第1旋转位置以及上述第2旋转位置中的哪一位置的情况下,上述连通流路均连通上述第4接口与上述第5接口。
由此,可以在维持流体通过连通流路在第4接口与第5接口之间流动的状态下,通过设定阀转子的旋转位置,控制流体在第1接口、第2接口、第3接口处的流动。
作为在上述结构基础上的结构,可在上述第4接口与上述第5接口中的至少任意一个接口与对应于该接口的上述外部流路之间形成有覆盖该接口整体的缓冲部。
由此,由于来自第4接口与第5接口中的至少任意一个接口的流体经由缓冲部与外部流路连通,因此即使外部流路配置为例如沿着壁部的切线的姿势,在第4接口、第5接口与外部流路之间流动的流体也将在缓冲部的内部以正交于接口的开口的姿势(沿着通过阀室的中心的假想直线的姿势)流动,从而可以消除流路陡然弯折的不良状况,抑制该部位的流路阻力的增大。
作为在上述结构基础上的结构,上述阀转子的上述连通流路可由在上述阀室的上述壁部内侧向上述旋转轴芯的方向凹陷的控制面形成。
由此,即使并未形成例如贯穿阀转子的结构的流路,也可以通过形成于阀转子的控制面来控制流体的流动。
附图说明
图1为旋转阀的俯视图。
图2为第1、第2接口连通的阀壳体的剖视图。
图3为第1、第3接口连通的阀壳体的剖视图。
图4为阀转子的立体图。
图5为阀转子的立体图。
图6为图3的VI-VI线剖视图。
图7为图3的VII-VII线剖视图。
图8为变形例的第1、第2接口连通的阀壳体的剖视图。
图9为变形例的第1、第3接口连通的阀壳体的剖视图。
图10为图9的X-X线剖视图。
图11为其他实施方式(a)的第1、第2接口连通的阀壳体的剖视图。
图12为其他实施方式(a)的第1、第3接口连通的阀壳体的剖视图。
图13为展示其他实施方式(b)的第1缓冲部的剖视图。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施方式进行说明。
[基本结构]
如图1~图3、图6所示,旋转阀V形成为如下结构:相对于阀壳体1的阀室2,形成以旋转轴芯X为中心的圆筒状的壁部3,在该壁部3的内部收容阀转子R并且阀转子R以旋转轴芯X为中心而旋转自如,相对于阀室2的壁部3,形成多个接口P作为开口,旋转阀V具备与多个接口P分别连通的外部流路L,并具备对阀转子R进行旋转操作的电动致动器6。
如图6所示,旋转阀V在阀室2的壁部3的内周具备筒状的密封材料4,在上述密封材料4的内周侧收纳有阀转子R,并且阀室2的开放部分被板状的盖体5封闭。将形成于阀转子R的驱动轴Ra(参见图4、图5)以插入盖体5的贯通孔5a的状态配置,并且在该驱动轴Ra上连结有电动致动器6的输出轴。应予说明,也可以形成为驱动轴Ra由不同于阀转子R的其他部件来形成,并被安装于阀转子R的结构。
在上述旋转阀V中,阀壳体1、盖体5、阀转子R由树脂材料形成,密封材料4由橡胶或可以灵活地变形的树脂材料等构成,以抑制流体在阀转子R的外周与壁部3的内周之间泄漏。
上述旋转阀V为在例如汽车等车辆中用于控制冷却剂或冷却水等流体的流动的结构,其通过阀转子R的旋转动作来实现将来自多个外部流路L中的供给源侧的流体向多个外部流路L中的供给对象侧送出的控制。
如图2、图3所示,接口P是第1接口P1、第2接口P2、第3接口P3、第4接口P4的总称。另外,外部流路L是第1外部流路L1、第2外部流路L2、第3外部流路L3、第4外部流路L4、第5外部流路L5的总称。
虽然可以以任意姿势使用上述旋转阀V,但是,以如图6所示,旋转轴芯X处于纵向姿势的情况为标准,对上下关系进行说明。旋转轴芯X展示了圆筒状的壁部3的中心位置,但是如图2~图4所示,也用于展示阀转子R的旋转中心。
[阀壳体/阀室]
如图2、图3、图6所示,阀室2在以旋转轴芯X为中心的壁部3的内侧形成为柱状的空间,并且以旋转自如的方式收纳有阀转子R。另外,如图6所示,在阀室2的下侧形成有直径小于阀室2的连通空间7。在本实施方式中,在阀室2的下端与连通空间7的上端之间的边界处形成有底壁2a,该底壁2a的直径略小于阀转子R的外周,并且为以旋转轴芯X为中心的环状。
因此,通过在阀室2内收纳阀转子R,并使用盖体5封闭阀室2的上部的开口,阀转子R的下端的外周部抵接于阀室2的环状的底壁2a,并且阀转子R的上表面抵接于盖体5的下表面,由此决定阀转子R的上下方向的位置。
第1接口P1、第2接口P2、第3接口P3、第4接口P4以此顺序在圆周方向上排列而形成于阀室2的壁部3,作为沿壁部3的壁厚方向(径向)贯穿的开口。密封材料4对应于第1接口P1、第2接口P2、第3接口P3、第4接口P4而形成有与上述接口同一形状的开口。
如图1~图3所示,在阀壳体1上形成有第1管路部M1、第2管路部M2、第3管路部M3、第4管路部M4,如图6所示,在阀壳体1上形成有与连通空间7连通的第5管路部M5。
第1管路部M1、第2管路部M2、第3管路部M3、第4管路部M4、第5管路部M5形成为对车辆的冷却对象或放热部等进行冷却剂或冷却水等流体的给排的管子或软管所连接的连接接口。应予说明,第1管路部M1是第1外部流路L1的端部,第2管路部M2、第3管路部M3、第4管路部M4以及第5管路部M5各自为第2外部流路L2、第3外部流路L3、第4外部流路L4以及第5外部流路L5的端部。如图2、图3所示,旋转阀V形成使从第1管路部M1供给来的流体流向第2管路部M2或者第3管路部M3,并使从第5管路部M5供给来的流体流向第4管路部M4的结构。
如图2、图7所示,在阀壳体1上形成有第1外部流路L1,其在使从第1管路部M1供给来的流体通过第1缓冲部Sa(缓冲部S)以后,将该流体引导至第1接口P1。另外,在阀壳体1上形成有第4外部流路L4,其将来自第4接口P4的流体经由第2缓冲部Sb(缓冲部S)引导至第4管路部M4。尤其是,第1外部流路L1形成于从第1管路部M1的内部空间经由第1缓冲部Sa的内部而到达第1接口P1的区域。第1缓冲部Sa(缓冲部S)形成为具有比阀流路14的圆周方向宽度更大的圆周方向宽度的空间。
上述第1缓冲部Sa、后述的第2缓冲部Sb、后述的第3缓冲部Sc具备共通的结构,将它们统称为缓冲部S。
如图1~图3所示,在阀壳体1上形成有将来自第2接口P2的流体引导至第2管路部M2的第2外部流路L2和将来自第3接口P3的流体引导至第3管路部M3的第3外部流路L3。尤其是,第2外部流路L2中直线地输送来自第2接口P2的流体的区域与第3外部流路L3中直线地输送来自第3接口P3的流体的区域以相互平行的姿势形成。应予说明,第2外部流路L2中直线地输送来自第2接口P2的流体的区域与第3外部流路L3中直线地输送来自第3接口P3的流体的区域不限于平行姿势,也可以形成为并不平行的并列的位置关系。
第1管路部M1、第2管路部M2、第3管路部M3、第4管路部M4、第1外部流路L1、第2外部流路L2、第3外部流路L3、第4管路部L4、第1接口P1、第2接口P2、第3接口P3、第4接口P4配置于与旋转轴芯X正交的姿势的假想平面重合的位置。应予说明,与连通空间7连通的第5管路部M5配置于偏离上述假想平面的位置。
[阀转子/阀室]
如图4、图5所示,阀转子R具有由圆板状的上部壁11与不完整的圆形(欠缺了一部分的圆形)的下部壁12一体地形成的阀主体13。在阀主体13中,在内部形成有阀流路14,该阀流路14为当沿着旋转轴芯X的方向观察时在旋转轴芯X的附近位置弯折的形状,并且在隔着旋转轴芯X与上述阀流路14相对的位置形成有开放部15(连通流路的一个例子)。
阀流路14在连接形成于阀主体13的圆形外周的上游侧的导入口14a与排出侧的排出口14b的区域形成为贯通孔状。另外,开放部15(连通流路)能够使图6所示的连通空间7的流体从阀主体13的下端位置流至到达上部壁11的下表面的位置,在俯视图中,开放部15由在阀室2的壁部3的内侧,向旋转轴芯X的方向凹陷的一对控制面15a构成。即,开放部15(连通流路)形成于下部壁12的圆形的欠缺了一部分的位置。
如图2、图3所示,一对控制面15a以当沿着旋转轴芯X的方向观察时与阀流路14所弯曲的角度相等的角度,按照在旋转轴芯X的附近位置弯折的位置关系配置,通过设定阀转子R的旋转位置,一对控制面15a控制流向第4接口P4的流体的流量。
阀转子R利用从电动致动器6传输到驱动轴Ra的旋转力,以旋转轴芯X为中心进行旋转。在本实施方式中,当将阀转子R设定在图2所示的第1旋转位置Q1时,其被配置在阀流路14的导入口14a与第1接口P1连通,阀流路14的排出口14b与第2接口P2连通的位置,从而实现流体从第1接口P1向第2接口P2的流动。
此外,即使在使阀转子R从第1旋转位置Q1仅旋转指定角度而设定在图3所示的第2旋转位置Q2的情况下,也保持阀流路14的导入口14a与第1接口P1连通的状态,阀流路14的排出口14b到达与第3接口P3连通的位置,从而实现流体从第1接口P1向第3接口P3的流动。
如此,要维持阀流路14的导入口14a与第1接口P1连通的状态,因此如图2、图3所示,第1接口P1在沿阀室2的壁部3的圆周方向延伸的区域形成为椭圆形或者长方形的开口。
尤其是,在上述旋转阀V中,将阀流路14的流路截面积设定为无论在设定于第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中的哪一位置的情况下,均大于第1接口P1与阀流路14的边界处的流路截面积。作为具体的结构,由于第1接口P1的开口为椭圆形,因此在第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中,虽然第1接口P1的开口的一部分形成为圆形,但是阀流路14的流路截面积为与第1接口P1的开口相比流路截面积更大的矩形,因此制造出上述流路截面积的大小关系。另外,无论在阀转子R位于第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中的哪一位置的情况下,阀流路14的流路截面积均大于第1缓冲部Sa与第1接口P1的边界的流路截面积。
此外,与第1接口P1同样地,第4接口P4在沿阀室2的壁部3的圆周方向延伸的区域形成为椭圆形或者长方形的开口,以使得无论在阀转子R位于第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中的哪一旋转位置的情况下,均将连通空间7的流体从第4接口P4引导向第4外部流路L4。
[第1缓冲部/第2缓冲部]
在本实施方式的旋转阀V中,由于第1管路部M1以向远离第1接口P1的开口的中央部的位置供给流体的姿势形成,因此,如果想象例如将第1管路部M1以该姿势与第1接口P1连接的结构,则流体从第1管路部M1经由第1接口P1流向阀流路14时,流路会形成为陡然弯曲的形态,从而导致流路阻力的增大。
为了抑制上述流路阻力的增大,如图2、图3所示,在形成有第1接口P1的壁部3的外部,在覆盖第1接口P1的位置形成第1缓冲部Sa(缓冲部S),其具有与阀流路14的圆周方向宽度相比更大的圆周方向宽度,并且为从第1接口P1向外侧伸出的空间。该第1缓冲部Sa沿着壁部3的外表面而形成于在离开壁部3的位置形成的供给侧外壁面8与壁部3之间。
由此,被供给至第1管路部M1的流体,从该第1管路部M1的内部空间被供给至第1缓冲部Sa的内部以后,可以从该第1缓冲部Sa,以与形成有第1接口P1的部位的壁部3的壁面正交的姿势(沿着以旋转轴芯X为中心的半径方向的姿势)流动,从而降低第1接口P1处的流路阻力。
与第1缓冲部Sa同样地,第2缓冲部Sb(缓冲部S)在第4接口P4的外部且在壁部3的外部,在覆盖第4接口P4的位置形成为从第4接口P4向外侧伸出的空间。该第2缓冲部Sb形成于在离开壁部3的位置形成的排出侧外壁面9与壁部3之间。由此,当从第4接口P4送出流体时,流体可以按照与壁部3的壁面正交的姿势(沿着以旋转轴芯X为中心的半径方向的姿势)流动,从而消除在第4接口P4中第4外部流路L4陡然弯折的不良状况,减少流路阻力。
[流体的控制]
如图2所示,通过将阀转子R设定在第1旋转位置Q1,被供给至第1管路部M1的流体依次流经第1管路部M1、第1缓冲部Sa、第1接口P1,从阀转子R的导入口14a流至阀流路14,并从排出口14b流至第2接口P2。流至该第2接口P2的流体被从第2外部流路L2的末端位置的第2管路部M2送出。
另外,在将阀转子R设定在第1旋转位置Q1的情况下,被供给至第5管路部M5的流体从图6所示的连通空间7流至阀转子R的开放部15,依次流经第4接口P4、第2缓冲部Sb,并被从第4管路部M4送出。
如图3所示,通过将阀转子R设定在第2旋转位置Q2,被供给至第1管路部M1的流体依次流经第1管路部M1、第1缓冲部Sa、第1接口P1,从阀转子R的导入口14a流至阀流路14,并从排出口14b流至第3接口P3。流至该第3接口P3的流体被从第3外部流路L3的末端位置的第3管路部M3送出。
另外,在将阀转子R设定在第2旋转位置Q2的情况下,被供给至第5管路部M5的流体从图6所示的连通空间7流至阀转子R的开放部15,依次流经第4接口P4、第2缓冲部Sb,并被从第4管路部M4送出。即,无论在将阀转子R设定在第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中的哪一位置的情况下,被供给至第5管路部M5的流体均被从第4管路部M4送出。
[第4接口/第5接口的配置的变形例]
如图8~图10所示,当沿着旋转轴芯X的方向观察时,相对于阀室2的壁部3,在第4接口P4与第1接口P1之间形成第5接口P5,并且在该第5接口P5的外侧形成第3缓冲部Sc。
在本变形例中,通过将阀转子R设定在第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2,在将来自第1接口P1的流体向第2接口P2送出与向第3接口P3送出之间切换,并且,无论在第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2的哪一位置中,第5接口P5均经由阀转子R的开放部15与第4接口P4连通。
即,与实施方式同样地,在阀转子R位于第1旋转位置Q1的情况下,来自第1外部流路L1的始端的第1管路部M1的流体依次流经第1缓冲部Sa、第1接口P1、阀转子R的阀流路14、第2接口P2、第2外部流路L2的末端位置,并被从第2管路部M2送出。应予说明,在该结构中,如图10所示,旋转阀V形成为不具备实施方式所展示的连通空间7。
另外,在阀转子R位于第2旋转位置Q2的情况下,来自第1外部流路L1的始端的第1管路部M1的流体依次流经第1缓冲部Sa、第1接口P1、阀流路14、第3接口P3、第3外部流路L3的末端位置,并被从第3管路部M3送出。
此外,无论在阀转子R位于第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中的哪一位置的情况下,来自第5外部流路L5的始端的第5管路部M5的流体均依次流经第3缓冲部Sc、第5接口P5、开放部15的控制面15a、第4接口P4、第4外部流路L4的末端位置,并被从第4管路部M4送出。
另外,在本变形例中,与实施方式同样地,通过在壁部3的外侧配置供给侧外壁面8来形成第1缓冲部Sa,该第1缓冲部Sa形成为覆盖第1接口P1,并具有相比阀流路14的圆周方向宽度更大的圆周方向宽度的空间;并且,通过在壁部3的外侧配置排出侧外壁面9来形成第2缓冲部Sb,该第2缓冲部Sb形成为覆盖第4接口P4,并从上述第4接口向外侧伸出的空间。
此外,通过在壁部3的外侧配置其他的连通侧外壁面10,形成覆盖第5接口P5的第3缓冲部Sc。如此,如图10所示,在本变形例中,通过在阀室2形成平坦的底壁部,将来自第5接口P5的流体输送至第4接口P4。
尤其是,在本变形例中,与对应于第1接口P1的第1缓冲部Sa连通的第1管路部M1、与对应于第4接口P4的第2缓冲部Sb连通的第4管路部M4、与对应于第5接口P5的第3缓冲部Sc连通的第5管路部M5以相互平行的姿势形成。应予说明,第1管路部M1、第4管路部M4、第5管路部M5并不限于平行姿势,也可以形成为并不平行的并列的位置关系。
[实施方式/变形例的作用效果]
旋转阀V虽然是通过阀转子R的旋转位置的切换来实现流路的切换的结构,但由于使第1接口P1与第2接口P2、第3接口P3相比,在沿阀室2的壁部3的圆周方向延伸的区域形成为椭圆形或者长方形的开口,因此无需缩小阀流路14、第2接口P2、第3接口P3中的任一者的流路面积,也不会导致由于压力损失而使得流体的流量、压力降低的不良状况。
另外,在旋转阀V中,通过具备第1缓冲部Sa,即使经由第1管路部M1或者第1外部流路L1供给来的流体的流动方向为与形成有第1接口P1的部位的壁部3的壁面不正交的姿势(偏离以旋转轴芯X为中心的半径方向的姿势),也将以与形成有第1接口P1的开口的壁部3的壁面正交的姿势来供给流体,从而实现流路阻力的降低。
如此,在具备第1缓冲部Sa的结构中,可以在不考虑向第1接口P1供给流体的方向的情况下,确定第1管路部M1或者第1外部流路L1的姿势,从而能够容易地进行旋转阀V的设计。
此外,通过具备第2缓冲部Sb,即使流体被从第4接口P4送出时,为与形成有第4接口P4的部位的壁部3的壁面不正交的姿势(偏离以旋转轴芯X为中心的半径方向的姿势),也将以与形成有第4接口P4的开口的部位的壁部3的壁面正交的姿势来送出流体,从而实现流路阻力的降低。
另外,无论在阀转子R位于第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2中的哪一位置的情况下,均可以通过由在阀转子R中向旋转轴芯X的方向凹陷的一对控制面15a形成的开放部15来控制来自第5外部流路L5的始端的第5管路部M5的流体,并将其从第4外部流路L4的末端位置的第4管路部M4送出。
如变形例所示,通过将第1管路部M1、第4管路部M4、第5管路部M5设定为相互平行的姿势,能够容易地处理与上述部件连接的软管类。
另外,通过像这样将第1管路部M1、第4管路部M4、第5管路部M5设定为平行姿势,并且具备与它们相对应的第1缓冲部Sa、第2缓冲部Sb、第3缓冲部Sc,能够消除流向第1接口P1、第4接口P4、第5接口P5的流体在陡然弯折的状态下流动的现象,抑制流路阻力的增大。
(其他实施方式)
除了上述实施方式以外,本发明也可以形成为下列结构(对于与实施方式具有相同的功能的部分赋予与实施方式共通的编号、符号)。
(a)如图11、图12所示,在阀壳体1的阀室2中收纳有阀转子R并且该阀转子R以旋转轴芯X为中心而旋转自如,相对于阀室2的壁部3形成第1接口P1、第2接口P2、第3接口P3、第4接口P4,相对于阀壳体1具备第1管路部M1、第2管路部M2、第3管路部M3、第4管路部M4。
虽然并未在附图中展示,但是在该其他实施方式(a)中,具备与实施方式中记载的阀转子具有共通的结构的阀转子R(参见图4、图5),与实施方式中记载的阀转子同样地,在当沿着旋转轴芯X的方向观察时与阀室2重叠的位置,形成有直径小于阀室2并且具有底部的、以旋转轴芯X为中心的连通空间7(参见图6)。
在该其他实施方式(a)中,通过将阀转子R设定在第1旋转位置Q1与第2旋转位置Q2,在将来自第1接口P1的流体送出至第2接口P2与送出至第3接口P3之间切换,并且使连通空间7经由阀转子R的开放部15与第4接口P4连通。
在该其他实施方式(a)的结构中,第1管路部M1、第2管路部M2、第3管路部M3、第4管路部M4的姿势与实施方式不同。即,第1管路部M1、第2管路部M2、第4管路部M4相互平行,第1管路部M1与第2管路部M2向相同的方向形成开口,第4管路部M4向相反的方向形成开口。进而,第3管路部M3的姿势被设定于以旋转轴芯X为中心沿半径方向延伸的方向。应予说明,第1管路部M1、第2管路部M2、第4管路部M4并不限于平行姿势,也可形成为并不平行的位置关系。
由此,即使这样设定多个管路部M的姿势,也可以在抑制压力损失的同时,实现对流体的流动的控制。
(b)如图13所示,由与接口P连通的外部流路L中越是靠近壁部3的区域则流路截面积越是扩大的扩大区域20来形成第1缓冲部Sa(缓冲部S的一个例子)。在该其他实施方式(b)中,在外部流路L的端部一体地形成扩大区域20,并以将这样形成的扩大区域20配置在覆盖第1接口P1的位置的方式,将外部流路L安装于壁部3的外部。
在该其他实施方式(b)中,第2缓冲部Sb(缓冲部S的一个例子)可以形成为与图13所示的结构相同的结构。
尤其是,在外部流路L由树脂形成的结构中,可以在外部流路L成形时,一体地形成扩大区域20,也可以在已确定内径的外部流路L的端部安装越是靠近壁部3的区域则流路截面积越是扩大的部件来形成扩大区域20。
(c)如在实施方式中所说明,虽然在阀转子R形成有开放部15,并且下部壁12成形为欠缺了一部分的形状的圆形,但是也可以相对于下部壁12的欠缺了一部分的区域,具备以旋转轴芯X为中心的圆弧状的带状部件,以取代上述结构。
通过像这样具备带状部件,在阀室2的圆筒状的壁部3内收纳有阀转子R的情况下,通过使圆弧状的带状部件与壁部3的内壁接触,可以实现阀转子R的稳定旋转。
(d)形成于阀转子R的阀流路14的形状并不限于实施方式所示的弯折的形状,也可为直线的形状或弯曲的形状。另外,阀转子R中可以形成多个阀流路14。
(e)旋转阀V可以采用形成有5个以上的接口P的结构。
(f)在实施方式、变形例、其他实施方式中,将相对于壁部3而形成开口的多个接口P中的位于特定位置的接口确定为第1接口P1,并以第1接口P1为基准,将其他接口P作为第2接口P2、第3接口P3、第4接口P4而定位,但是这些接口P的位置关系并不限于附图所示的内容,可以配置为任意的位置关系。
另外,也可以将位于与这些接口P相关联的位置的、与对应的接口P相对应的多个外部流路L(第1外部流路L1、第2外部流路L2、第3外部流路L3、第4外部流路L4)配置于任意位置。进而,也可以任意设定这些外部流路L相对于阀壳体1的配置。
在上述其他实施方式(f)中,流体的流动方向可以与实施方式所记载的方向相反。与此同样地,在第4接口P4与第5接口P5之间的流体的流动也可以与实施方式所记载的方向相反。
(产业上的可利用性)
本发明可以用于在阀室内收纳阀转子并且在阀室的圆筒状的壁部形成有多个接口的旋转阀。
符号说明
2 阀室
3 壁部
8 外壁面
14 阀流路
15 开放部(连通流路)
15a 控制面
20 扩大区域
L 外部流路
L1 第1外部流路(外部流路)
L2 第2外部流路(外部流路)
L3 第3外部流路(外部流路)
L4 第4外部流路(外部流路)
L5 第5外部流路(外部流路)
P 接口
P1 第1接口(接口)
P2 第2接口(接口)
P3 第3接口(接口)
P4 第4接口(接口)
P5 第5接口(接口)
Q1 第1旋转位置
Q2 第2旋转位置
R 阀转子
S 缓冲部
Sa 第1缓冲部
Sb 第2缓冲部
Sc 第3缓冲部
X 旋转轴芯。
Claims (8)
1.一种旋转阀,其具备:
阀室,所述阀室在以旋转轴芯为中心的圆筒状的壁部,以第1接口、第2接口、第3接口的顺序至少配置有第1接口、第2接口、第3接口这至少3个接口,作为沿着圆周方向排列的开口;
至少3个外部流路,所述外部流路配置于所述阀室的外部,至少与所述第1接口、所述第2接口、所述第3接口这3个所述接口分别连通;以及
阀转子,所述阀转子以所述旋转轴芯为中心而旋转自如地收纳于所述阀室,并且通过旋转动作来切换多个所述接口之间的流体的流动,
并且,所述阀转子具备阀流路,所述阀流路使得在设定于第1旋转位置的状态下,流体可以在所述第1接口与所述第2接口之间流动,为了在设定于使所述阀转子从所述第1旋转位置仅旋转指定角度而得到的第2旋转位置的状态下,流体可以经由所述阀流路,在所述第1接口与所述第3接口之间流动,所述第1接口对应于所述指定角度而沿着所述壁部的圆周方向延伸,
在对应于所述第1接口的所述外部流路与所述第1接口之间形成有第1缓冲部,所述第1缓冲部形成为覆盖所述第1接口整体,并具有与所述阀流路的圆周方向宽度相比更大的圆周方向宽度的空间。
2.如权利要求1所述的旋转阀,其中,
所述第1缓冲部为具有从所述壁部的外表面向外侧突出的外壁面的空间。
3.如权利要求1所述的旋转阀,其中,
所述第1缓冲部为越是靠近所述壁部的区域则流路截面积越是扩大的扩大区域。
4.如权利要求2所述的旋转阀,其中,
所述第1缓冲部的所述外壁面的直径缩小而形成最终与所述外部流路连接的流路。
5.如权利要求1~4中任意一项所述的旋转阀,其中,
所述阀流路的流路截面积大于所述第1缓冲部与所述第1接口之间的边界的流路截面积。
6.如权利要求1~5中任意一项所述的旋转阀,其中,
所述阀室以第1接口、第2接口、第3接口、第4接口、第5接口的顺序,在所述第1接口、所述第2接口、所述第3接口以外进一步具备第4接口和第5接口,
所述阀转子具有连通流路,无论在所述阀转子位于所述第1旋转位置以及所述第2旋转位置中的哪一位置的情况下,所述连通流路均连通所述第4接口与所述第5接口。
7.如权利要求6所述的旋转阀,其中,
在所述第4接口与所述第5接口中的至少任意一个接口与对应于该接口的所述外部流路之间形成有覆盖该接口整体的缓冲部。
8.如权利要求6或7所述的旋转阀,其中,
所述阀转子的所述连通流路由在所述阀室的所述壁部内侧向所述旋转轴芯的方向凹陷的控制面形成。
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