CN117628227A - 流路切换装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够抑制因流体压而引起的阀芯部的倾斜的流路切换装置。在本公开的一技术方案中，旋转盘(40)和固定盘(50)在轴向上层叠地配置，旋转盘(40)具备至少一个在轴向上贯通的旋转盘连通路径(60)，固定盘(50)具备多个在轴向上贯通的固定盘连通路径(70)，通过驱动旋转盘(40)而使其旋转，改变使旋转盘连通路径(60)和固定盘连通路径(70)连通的组合，从而切换流路，其中，在轴向上，在壳体(11)和旋转盘(40)之间、旋转盘(40)和固定盘(50)之间、固定盘(50)和壳体(11)之间分别设置弹性构件。

Description

流路切换装置

技术领域

本公开涉及切换流路的流路切换装置。

背景技术

在专利文献1公开有具备旋转盘和固定盘作为在壳体的内部设置的阀芯部的流路切换装置。并且，在该流路切换装置中，通过使旋转盘以旋转轴为中心旋转，从而对固定盘的连通路径进行开闭，而切换流路。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2022－21966号公报

发明内容

发明要解决的问题

在专利文献1公开的流路切换装置中，阀芯部的旋转盘有可能因流体压而倾斜，无法保持其姿势。于是，有可能使固定盘的连通路径的密封性变差，无法防止来自于固定盘的连通路径的流体的泄漏，或用于确保固定盘的连通路径的密封性的密封构件产生偏磨损。

因此，本公开是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于提供能够抑制阀芯部因流体压而倾斜的流路切换装置。

用于解决问题的方案

对于为了解决上述问题而完成的本公开的一技术方案，在流路切换装置中，其具有：壳体；和阀芯部，其设置在所述壳体的内部，所述阀芯部具备板状的驱动盘和板状的固定盘，所述驱动盘和所述固定盘在轴向上层叠地配置，所述驱动盘具备至少一个在所述轴向上贯通的驱动盘连通路径，所述固定盘具备多个在所述轴向上贯通的固定盘连通路径，通过驱动所述驱动盘而使其旋转，改变使所述驱动盘连通路径和所述固定盘连通路径连通的组合，从而切换流路，其中，在所述轴向上，在所述壳体和所述驱动盘之间、所述驱动盘和所述固定盘之间、所述固定盘和所述壳体之间分别设置弹性构件。

根据该技术方案，在驱动盘、固定盘的中心轴线方向上，在壳体、旋转盘、固定盘的各个构件之间设置弹性构件，从而利用该弹性构件支承旋转盘和固定盘。因此，通过浮动的效果，能够抑制因施加流体压力而产生的滑动阻力，能够防止为了确保旋转盘连通路径、固定盘连通路径的密封性而设置的密封构件产生偏磨损。

在上述的技术方案中，优选的是，所述弹性构件是防止来自于所述驱动盘连通路径或所述固定盘连通路径的流体泄漏的密封构件。

根据该技术方案，能够将用于保持旋转盘和固定盘的姿势的弹性构件兼用作驱动盘连通路径或固定盘连通路径的密封构件，因此，能够抑制部件个数的增加。此外，由于旋转盘、固定盘的轴向和密封构件的密封方向相同，因此，即使当在旋转盘被驱动而旋转时产生中心轴线偏移的情况下，也能够确保密封性。

在上述的技术方案中，优选的是，在所述壳体和所述驱动盘之间设置的所述密封构件、在所述驱动盘和所述固定盘之间设置的所述密封构件在所述驱动盘的面方向上配置在相同的位置。

根据该技术方案，在驱动盘的两面(即，驱动盘的与壳体相对的面和驱动盘的与固定盘相对的面)，流体压的作用的面积相同。因此，在驱动盘的两面作用的流体压被消除，所以，驱动盘的姿势被保持。因而，旋转盘被驱动而旋转时的旋转盘和固定盘之间的滑动阻力降低，因此，能够抑制驱动旋转盘而使其旋转的动力，减小消耗电力。此外，减轻自旋转盘对密封构件施加的负荷，因此，提高密封构件的密封性的可靠性。

在上述的技术方案中，优选的是，在所述固定盘和所述壳体之间设置的所述弹性构件是防止来自于所述固定盘连通路径的流体泄漏的固定盘密封构件，所述固定盘密封构件的压迫力沿所述轴向作用。

根据该技术方案，利用固定盘密封构件，能够确保固定盘连通路径的密封性，并且也能够保持固定盘的姿势。

此外，固定盘密封构件的压迫力沿固定盘的轴向作用，因此，在即使为了保持固定盘的姿势而固定盘沿轴向移动，固定盘密封构件也不在壳体滑动，所以，在固定盘密封构件和壳体之间不产生滑动阻力。因此，也能够在不受到固定盘密封构件和壳体之间的滑动阻力的影响的情况下更可靠地保持固定盘的姿势。

而且，固定盘密封构件的压迫力沿固定盘的轴向作用，因此，与固定盘密封构件的压迫力沿与固定盘的轴向正交的方向作用的情况相比，固定盘连通路径的中心轴线的位置也不易在与该中心轴线正交的方向上产生偏差。因此，能够利用固定盘密封构件更可靠地确保固定盘连通路径的密封性。

在上述的技术方案中，优选的是，所述壳体具备与所述固定盘连通路径连通的流出流路，所述固定盘具备以包围所述固定盘连通路径的方式形成的圆筒部，所述圆筒部的至少局部插入于所述流出流路的内侧。

根据该技术方案，能够防止随着驱动盘的旋转驱动而引起的固定盘的周向的位置偏移。

发明的效果

根据本公开的流路切换装置，能够抑制阀芯部因流体压而倾斜。

附图说明

图1是第1、2、3实施方式的流路切换装置(是六向阀的情况)的外观立体图。

图2是第1、2、3实施方式的流路切换装置的分解立体图(省略驱动部的图示)。

图3是第1实施方式的流路切换装置的剖视图(省略驱动部的图示)。

图4是旋转盘的俯视图。

图5是固定盘的俯视图。

图6是第1流路模式的示意图。

图7是第2流路模式的示意图。

图8是流路切换装置是三向阀的情况的第1流路模式的示意图。

图9是流路切换装置是三向阀的情况的第2流路模式的示意图。

图10是流路切换装置是四向阀的情况的第1流路模式的示意图。

图11是流路切换装置是四向阀的情况的第2流路模式的示意图。

图12是第2实施方式的流路切换装置的剖视图(省略驱动部的图示)。

图13是第3实施方式的流路切换装置的剖视图(省略驱动部的图示)。

图14是表示以往技术的旋转盘(单面阀规格)和固定盘的图。

图15是表示以往技术的旋转盘(全面阀规格)和固定盘的图。

附图标记说明

1、流路切换装置；11、壳体；12、阀芯部；13、驱动部；20、流入流路；21、第1流入流路；22、第2流入流路；23、第3流入流路；30、流出流路；31、第1流出流路；32、第2流出流路；33、第3流出流路；40、旋转盘；41、圆板部；42、旋转轴部；50、固定盘；51、圆板部；52、圆筒部；60、旋转盘连通路径；61、第1旋转盘连通路径；62、第2旋转盘连通路径；63、第3旋转盘连通路径；70、固定盘连通路径；71、第1固定盘连通路径；72、第2固定盘连通路径；73、第3固定盘连通路径；81、密封构件；82、盘保持弹簧；83、唇形密封件；84、盘保持唇形密封件；91、唇部。

具体实施方式

对作为本公开的实施方式的一例的流路切换装置1进行说明。

＜第1实施方式＞

首先，对第1实施方式进行说明。

(流路切换装置的整体的概要说明)

首先，对流路切换装置1的整体的概要进行说明。

如图1～图3所示，流路切换装置1具有壳体11、阀芯部12以及驱动部13。

壳体11具备供流体流入的流入流路20和供流体流出的流出流路30。在此，流路切换装置1作为一例是六向阀，壳体11具备三个流入流路20和三个流出流路30。并且，作为三个流入流路20，设置有第1流入流路21、第2流入流路22、第3流入流路23。此外，作为三个流出流路30，设置有第1流出流路31、第2流出流路32、第3流出流路33。另外，壳体11例如由树脂形成。

阀芯部12设置在壳体11的内部。如图2和图3所示，该阀芯部12具备被驱动而旋转的板状的旋转盘40和板状的固定盘50。并且，旋转盘40和固定盘50在后述的旋转盘40的圆板部41、固定盘50的圆板部51的中心轴线方向(以下，简称为“轴向”)上层叠地配置。

另外，旋转盘40是本公开的“驱动盘”的一例。此外，旋转盘40和固定盘50例如由树脂形成。

如图2～图4所示，旋转盘40具备圆板部41和旋转轴部42。

圆板部41形成为圆板状，具备在轴向上贯通的旋转盘连通路径60。在此，圆板部41具备三个旋转盘连通路径60。并且，如图2、图4所示，作为三个旋转盘连通路径60，具备第1旋转盘连通路径61、第2旋转盘连通路径62、第3旋转盘连通路径63。另外，旋转盘连通路径60是本公开的“驱动盘连通路径”的一例。

旋转轴部42在其中心轴线方向上，在一端侧与圆板部41连接，在另一端侧与驱动部13连接。该旋转轴部42以其中心轴线与圆板部41的中心轴线一致的方式，设置在圆板部41的中央的位置。并且，旋转轴部42从驱动部13获得旋转的动力而以中心轴线为中心进行旋转，从而与旋转轴部42连接的圆板部41以其中心轴线为中心进行旋转。如此，旋转盘40通过从驱动部13获得旋转的动力，从而以中心轴线为中心进行旋转。

如图2、图3、图5所示，固定盘50具备圆板部51和圆筒部52。

圆板部51形成为圆板状，具备在轴向上贯通的固定盘连通路径70。在此，圆板部41具备三个固定盘连通路径70。并且，如图2、图5所示，作为三个固定盘连通路径70，具备第1固定盘连通路径71、第2固定盘连通路径72、第3固定盘连通路径73。

圆筒部52与圆板部51连接，以包围固定盘连通路径70的方式形成为从圆板部51沿轴向延伸。在此，圆筒部52以与三个固定盘连通路径70分别对应的方式形成有三个。并且，圆筒部52的至少局部插入于流出流路30的内侧。

驱动部13具备用于对旋转盘40的旋转轴部42施加旋转的动力的马达(未图示)。

以上这样的结构的流路切换装置1利用驱动部13驱动旋转盘40而使其旋转，改变使三个旋转盘连通路径60和三个固定盘连通路径70连通的组合，从而切换流路。

例如，如图6所示，作为第1流路模式，通过使与第1流入流路21连通的第1旋转盘连通路径61和与第1流出流路31连通的第1固定盘连通路径71连通，从而能够形成使第1流入流路21和第1流出流路31连通的流路。此外，通过使与第2流入流路22连通的第2旋转盘连通路径62和与第2流出流路32连通的第2固定盘连通路径72连通，从而能够形成使第2流入流路22和第2流出流路32连通的流路。而且，通过使与第3流入流路23连通的第3旋转盘连通路径63和与第3流出流路33连通的第3固定盘连通路径73连通，从而能够形成使第3流入流路23和第3流出流路33连通的流路。

此外，能够从图6所示的第1流路模式的状态起，利用驱动部13驱动旋转盘40而使其旋转，切换为图7所示的第2流路模式。即，如图7所示，作为第2流路模式，通过使与第1流入流路21连通的第1旋转盘连通路径61和与第2流出流路32连通的第2固定盘连通路径72连通，从而能够形成使第1流入流路21和第2流出流路32连通的流路。此外，通过使与第2流入流路22连通的第2旋转盘连通路径62和与第3流出流路33连通的第3固定盘连通路径73连通，从而能够形成使第2流入流路22和第3流出流路33连通的流路。而且，通过使与第3流入流路23连通的第3旋转盘连通路径63和与第1流出流路31连通的第1固定盘连通路径71连通，从而能够形成使第3流入流路23和第1流出流路31连通的流路。

另外，流路切换装置1不限于六向阀，也能够设为三向阀、四向阀等其他多向阀。因此，旋转盘40具备至少一个旋转盘连通路径60即可，固定盘50具备多个固定盘连通路径70即可。

例如，在流路切换装置1是三向阀的情况下，壳体11具备一个流入流路20(即，第1流入流路21)和两个流出流路30(即，第1流出流路31和第2流出流路32)。此外，旋转盘40具备一个旋转盘连通路径60(即，第1旋转盘连通路径61)。而且，固定盘50具备两个固定盘连通路径70(即，第1固定盘连通路径71和第2固定盘连通路径72)。并且，能够如图8和图9所示那样切换流路。另外，也可以是，旋转盘40具备两个旋转盘连通路径60(即，第1旋转盘连通路径61和第2旋转盘连通路径62)。

此外，在流路切换装置1是四向阀的情况下，壳体11具备两个流入流路20(即，第1流入流路21和第2流入流路22)和两个流出流路30(即，第1流出流路31和第2流出流路32)。此外，旋转盘40具备两个旋转盘连通路径60(即，第1旋转盘连通路径61和第2旋转盘连通路径62)。而且，固定盘50具备两个固定盘连通路径70(即，第1固定盘连通路径71和第2固定盘连通路径72)。并且，能够如图10和图11所示那样切换流路。

(关于旋转盘和固定盘)

在专利文献1公开的那样的以往技术的流路切换装置101中，如图14和图15所示，旋转盘140因流体压(在附图中由箭头示出)而倾斜，有可能无法保持其姿势。于是，有可能使固定盘连通路径170的密封性变差而无法防止来自于固定盘连通路径170的流体泄漏，或用于确保固定盘连通路径170的密封性的密封构件181产生偏磨损。

此外，在旋转盘140进行旋转时，在其与密封构件181之间产生的滑动阻力因流体压而变大，因此，需要增大用于驱动旋转盘140而使其旋转的驱动部的马达的转矩，有可能使驱动部大型化，或增加驱动部的制造成本。而且，在以往技术的流路切换装置101中，有可能无法进行复杂的流路的切换应对。

在本实施方式中，在壳体11的内部设置的阀芯部12具备旋转盘40和固定盘50。如此，在本实施方式中，通过将阀芯部12设为两层的盘构造，如所述的图6～图11中说明的那样，能够进行复杂的流路的切换。并且，仅通过改变旋转盘40的旋转盘连通路径60的位置就能够进行流路的切换，因此，不需要另外设置用于进行流路切换的构件，所以，能够实现流路切换装置1的小型化，同时容易地进行各种流路的切换。

并且，在本实施方式中，在轴向上，在壳体11和旋转盘40之间、旋转盘40和固定盘50之间、固定盘50和壳体11之间分别设置弹性构件。

具体地说，如图3所示，在壳体11的上表面11a和旋转盘40的圆板部41的上表面41a之间、旋转盘40的圆板部41的下表面41b和固定盘50的圆板部51的上表面51a之间设置密封构件81作为弹性构件。该密封构件81在旋转盘40的圆板部41的上表面41a和下表面41b，以包围形成为长孔状的旋转盘连通路径60的周围的方式形成为周状。并且，密封构件81防止来自于旋转盘连通路径60的流体泄漏。另外，密封构件81由氟树脂(例如，特氟隆(注册商标))形成。此外，也可以是，密封构件81由粘贴了氟树脂的橡胶形成。

此外，如图3所示，在固定盘50的圆板部51的下表面51b和壳体11的下表面11b之间设置盘保持弹簧82作为弹性构件。该盘保持弹簧82以包围圆筒部52的外周面的方式配置在固定盘50的三个圆筒部52的各个圆筒部。

如此，具有将固定盘50按压于旋转盘40的功能的盘保持弹簧82以配置在固定盘50的三个圆筒部52的各个圆筒部的方式，合计设置有三个。并且，三个盘保持弹簧82互相空开等间隔地设置，因此，与后述的第2实施方式的情况相比，由于能够将固定盘50以水平的状态按压于旋转盘40，因此，能够抑制旋转盘40的倾斜。

此外，设置三个直径较小的盘保持弹簧82，因此，与在外周部设置一个直径较大的盘保持弹簧82相比，能够缩短盘保持弹簧82的长度，因此，能够使流路切换装置1小型化。

另外，也可以是，三个盘保持弹簧82配置在三个圆筒部52的各个圆筒部之间的位置。此外，也可以是，盘保持弹簧82设置四个以上。此外，在固定盘50的圆筒部52和壳体11之间设置用于确保固定盘连通路径70的密封性的唇形密封件83。

在本实施方式中，在轴向上，在壳体11、旋转盘40、固定盘50的各个构件之间设置弹性构件，从而利用该弹性构件支承旋转盘40和固定盘50。因此，通过浮动的效果，能够抑制因施加流体压力而产生的滑动阻力，能够防止为了确保旋转盘连通路径60、固定盘连通路径70的密封性而设置的密封构件81产生偏磨损。

因而，利用密封构件81，能够可靠地防止来自于旋转盘连通路径60、固定盘连通路径70的流体泄漏。故而，能够确保由流入流路20、旋转盘连通路径60、固定盘连通路径70形成的流路的密封性。此外，也能够防止为了确保这样的流路的密封性而设置的密封构件81产生偏磨损。

此外，能够将用于保持旋转盘40和固定盘50的姿势的弹性构件兼用作旋转盘连通路径60的密封构件81。因此，不需要另外设置弹性构件，因而，能够抑制部件个数的增加，并且也能够实现流路切换装置1的小型化。此外，由于旋转盘40、固定盘50的轴向和密封构件81的密封方向相同，因此，即使当在旋转盘40被驱动而旋转时产生中心轴线偏移的情况下，也能够确保密封性。

此外，在壳体11和旋转盘40之间设置的密封构件81、以及在旋转盘40和固定盘50之间设置的密封构件81在旋转盘40的径向(即，面方向，图3的左右方向)上配置在相同的位置。

如此，旋转盘连通路径60在旋转盘40的圆板部41的上表面41a侧和下表面41b侧的相同位置被密封构件81密封，因此，在旋转盘40的两面(即，圆板部41的上表面41a和下表面41b)，流体压的作用的面积相同。因此，作用于圆板部41的上表面41a、下表面41b的流体压被消除，对圆板部41仅作用盘保持弹簧82的反作用力，旋转盘40的姿势被保持。

因而，旋转盘40进行旋转时的旋转盘40和固定盘50之间的滑动阻力降低，因此，能够抑制驱动旋转盘40而使其旋转的驱动部13的动力，减小驱动部13的消耗电力。此外，减轻自旋转盘40对密封构件81施加的负荷，因此，提高密封构件81的密封性的可靠性。

此外，固定盘50的圆筒部52的至少局部插入于流出流路30的内侧。

由此，能够防止随着旋转盘40的旋转驱动而引起的固定盘50的周向的位置偏移。

此外，旋转盘40可能轴线偏移的方向(即，图3的左右方向)和密封构件81的密封方向(即，图3的上下方向)不同，因此，即使产生旋转盘40的轴线偏移，也维持密封构件81的密封性。

此外，在壳体11和旋转盘40之间设置的密封构件81、在旋转盘40和固定盘50之间设置的密封构件81在旋转盘40的径向上配置在相同的位置。因此，假设即使在旋转盘40因流体压等而倾斜的情况下，也能够利用密封构件81的反作用力使旋转盘40返回至水平。

此外，密封构件81一边在其周向上进行密封，一边在水平方向上均匀地作用面压，因此，滑动阻力较小且均匀地磨损。因此，多年后也能够使旋转盘40维持在水平的状态。

＜第2实施方式＞

接着，对第2实施方式进行说明，但仅说明与第1实施方式不同的点，省略与第1实施方式共通的点的说明。

在本实施方式中，如图12所示，作为弹性构件，具有一个盘保持弹簧82。该一个盘保持弹簧82既可以如图12所示那样设置在固定盘50的径向的中央部，或者，也可以增大直径而设置在固定盘50的外周侧的部分。

＜第3实施方式＞

接着，对第3实施方式进行说明，但仅说明与第1、2实施方式不同的点，省略与第1、2实施方式共通的点的说明。

在本实施方式中，如图13所示，在固定盘50的圆板部51的下表面51b和壳体11的下表面11b之间设置有盘保持唇形密封件84作为弹性构件。该盘保持唇形密封件84在固定盘50的三个圆筒部52的各个圆筒部，以包围圆筒部52的外周面的方式形成为大致圆筒状。并且，盘保持唇形密封件84防止来自于固定盘连通路径70的流体泄漏。

另外，盘保持唇形密封件84是由橡胶形成的密封构件。此外，盘保持唇形密封件84是本公开的“固定盘密封构件”的一例。

如此，利用密封构件81和盘保持唇形密封件84，能够可靠地防止来自于旋转盘连通路径60、固定盘连通路径70的流体泄漏。因此，能够确保由流入流路20、旋转盘连通路径60、固定盘连通路径70、流出流路30形成的流路的密封性。

此外，能够将盘保持唇形密封件84兼用作用于保持固定盘50的姿势的弹性构件。因此，不需要另外设置弹性构件，所以，能够抑制部件个数的增加，并且也能够实现流路切换装置1的小型化。

此外，旋转盘40可能轴线偏移的方向(即，图13的左右方向)和盘保持唇形密封件84的密封方向(即，图13的上下方向)不同，因此，即使产生旋转盘40的轴线偏移，也维持盘保持唇形密封件84的密封性。

而且，在固定盘50和壳体11之间设置的盘保持唇形密封件84具有保持固定盘50的功能和确保固定盘连通路径70的密封性的功能，是将所述的盘保持弹簧82的功能和唇形密封件83的功能综合起来的构件。并且，盘保持唇形密封件84具备与壳体11接触的唇部91，该唇部91的压迫力沿固定盘50的轴向作用。

如此，唇部91的压迫力沿固定盘50的轴向(图13的上下方向)作用，因此，在为了保持固定盘50的姿势而固定盘50沿轴向移动时，唇部91不在壳体11滑动，所以，在唇部91和壳体11之间不产生滑动阻力。因此，也能够更可靠地保持固定盘50的姿势。

此外，唇部91的压迫力沿固定盘50的轴向作用，因此，固定盘连通路径70的中心轴线的位置不易在与该中心轴线正交的方向(图13的左右方向)上产生偏差。因此，能够利用盘保持唇形密封件84更可靠地确保固定盘连通路径70的密封性。

另外，上述的实施方式只是简单的例示，并不对本公开进行任何限定，当然能够在不脱离其主旨的范围内进行各种改良、变形。

例如，旋转盘40、固定盘50也可以不是圆板状，而形成为六边形等多边形的板状。

Claims (5)

1.一种流路切换装置，其具有：

壳体；和

阀芯部，其设置在所述壳体的内部，

所述阀芯部具备板状的驱动盘和板状的固定盘，

所述驱动盘和所述固定盘在轴向上层叠地配置，

所述驱动盘具备至少一个在所述轴向上贯通的驱动盘连通路径，

所述固定盘具备多个在所述轴向上贯通的固定盘连通路径，

通过驱动所述驱动盘而使其旋转，改变使所述驱动盘连通路径和所述固定盘连通路径连通的组合，从而切换流路，其中，

在所述轴向上，在所述壳体和所述驱动盘之间、所述驱动盘和所述固定盘之间、所述固定盘和所述壳体之间分别设置弹性构件。

2.根据权利要求1所述的流路切换装置，其中，

所述弹性构件是防止来自于所述驱动盘连通路径或所述固定盘连通路径的流体泄漏的密封构件。

3.根据权利要求2所述的流路切换装置，其中，

在所述壳体和所述驱动盘之间设置的所述密封构件、在所述驱动盘和所述固定盘之间设置的所述密封构件在所述驱动盘的面方向上配置在相同的位置。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的流路切换装置，其中，

在所述固定盘和所述壳体之间设置的所述弹性构件是防止来自于所述固定盘连通路径的流体泄漏的固定盘密封构件，

所述固定盘密封构件的压迫力沿所述轴向作用。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的流路切换装置，其中，

所述壳体具备与所述固定盘连通路径连通的流出流路，

所述固定盘具备以包围所述固定盘连通路径的方式形成的圆筒部，

所述圆筒部的至少局部插入于所述流出流路的内侧。