JP2014020501A - 切替弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸部分におけるシール性を長期に亘って維持し得るとともに、比較的に大きな温度差がある液媒体を切り替えるシステムに組み込まれた場合にも液媒体の漏洩を抑制し得る切替弁装置を提供する。
【解決手段】切替弁装置Ａは、複数の一方側液媒体管路６，７，８にそれぞれ接続される複数の一方側ポート１２，１４，１６及び少なくとも一つの他方側液媒体管路９に接続される他方側ポート２２を設けた弁体ケーシング１０と、該弁体ケーシング内に回転自在に収容され、前記複数の一方側ポートのいずれかと前記他方側ポートとを連通させる液媒体路３１を設けた回転弁体３０と、該回転弁体を回転させる回転軸４０と、該回転軸に外装された軸封部５０と、該回転軸を回転駆動する回転駆動部２と、を備えており、前記軸封部は、前記回転軸がそれぞれ挿通された固定環５２及び回転環５４を少なくとも有したメカニカルシール５１を含み、その軸封ボックス５７に複数の放熱フィン５７ａを設けた構造とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、上流側の液媒体管路と下流側の液媒体管路とを選択的に切り替える切替弁装置に関する。

従来より、複数の一方側（例えば、液媒体流通方向上流側）の液媒体管路を選択的に他方側（例えば、液媒体流通方向下流側）の液媒体管路に切り替えるボールバルブなどの他方向の回転式の切替弁が知られている。
例えば、下記特許文献１では、ボディに複数の流体通路等を設け、該ボディに収容された回転弁体を操作棒によって回転操作することで流体通路を切り換える構成とされた切換弁が提案されている。また、この切換弁は、グランドパッキンからなるシール部材を操作棒の外周に圧着させた構成とされている。

特開平７−２１７７５４号公報

しかしながら、上記のような切換弁を、例えば、比較的に頻繁に管路の切り替えがなされるシステムに組み込んだ場合には、上記のようなグランドパッキンからなるシール部材は、摩耗や劣化等が生じ易く、シール性能を長期に亘って良好に維持することが困難となることが考えられた。また、切替弁によって切り替える液媒体に大きな温度差があるようなシステム（例えば、金型等に高温の液媒体と低温の液媒体とを切り替えて循環させるようなシステム）に組み込んだ場合には、熱収縮等によって回転軸のシール部分から液媒体が漏洩することも考えられた。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、回転軸部分におけるシール性を長期に亘って維持し得るとともに、比較的に大きな温度差がある液媒体を切り替えるシステムに組み込まれた場合にも液媒体の漏洩を抑制し得る切替弁装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係る切替弁装置は、複数の一方側液媒体管路にそれぞれ接続される複数の一方側ポート及び少なくとも一つの他方側液媒体管路に接続される他方側ポートを設けた弁体ケーシングと、該弁体ケーシング内に回転自在に収容され、前記複数の一方側ポートのいずれかと前記他方側ポートとを連通させる液媒体路を設けた回転弁体と、該回転弁体を回転させる回転軸と、該回転軸に外装された軸封部と、該回転軸を回転駆動する回転駆動部と、を備えており、前記軸封部は、前記回転軸がそれぞれ挿通された固定環及び回転環を少なくとも有したメカニカルシールを含み、その軸封ボックスに複数の放熱フィンを設けた構造とされていることを特徴とする。

本発明においては、前記回転軸に、軸歯車を設け、前記回転弁体に、該軸歯車に噛み合い当該回転弁体を回転させる弁体歯車を設けるようにしてもよい。
また、本発明においては、前記弁体ケーシング、前記回転弁体及び前記軸封部が外装された回転軸をそれぞれに有した第１切替部及び第２切替部を備え、これら各切替部の回転軸を回転駆動する単一の回転駆動部を設けた構造としてもよい。
また、本発明に係る切替弁装置は、前記他方側ポートが、金型に設けられた液媒体流通路に連通するように接続され、前記複数の一方側ポートが、少なくとも高温液媒体を金型の液媒体流通路に循環供給する高温液媒体供給部と低温液媒体を金型の液媒体流通路に循環供給する低温液媒体供給部とにそれぞれ接続されて、金型温度調節システムに組み込まれるものとしてもよい。

本発明に係る切替弁装置は、上述のような構成としたことで、回転軸部分におけるシール性を長期に亘って維持することができ、また、比較的に大きな温度差がある液媒体を切り替えるシステムに組み込まれた場合にも液媒体の漏洩を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る切替弁装置の一例を模式的に示し、図３におけるＸ−Ｘ線矢視に対応させた一部破断概略縦断面図である。 同切替弁装置を模式的に示し、図３におけるＹ−Ｙ線矢視に対応させた概略縦断面図である。 同切替弁装置の概略平面図である。 同切替弁装置の概略正面図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１〜図４は、本実施形態に係る切替弁装置の一例を模式的に示す図である。
なお、一部の図では、他図に付している詳細な符号の一部を省略している。
また、以下の実施形態では、切替弁装置を設置した状態を基準として、上下方向等の方向を原則的に説明する。

本実施形態に係る切替弁装置Ａは、図１に示すように、複数の一方側液媒体管路６，７，８にそれぞれ接続される複数の一方側ポート１２，１４，１６と、少なくとも一つの他方側液媒体管路９に接続される他方側ポート２２と、を設けた弁体ケーシング１０を備えている。
また、切替弁装置Ａは、図１及び図２に示すように、この弁体ケーシング１０内に回転自在に収容され、複数の一方側ポート１２，１４，１６のいずれかと他方側ポート２２とを連通させる液媒体路３１を設けた回転弁体３０を備えている。
また、切替弁装置Ａは、この回転弁体３０を回転させる回転軸４０と、この回転軸４０に外装された軸封部５０と、この回転軸４０を回転駆動するモーター等の回転駆動部２（図３及び図４も参照）と、を備えている。

これら弁体ケーシング１０、回転弁体３０及び軸封部５０が外装された回転軸４０によって切替部１を構成し、回転駆動部２の駆動を伴い、回転弁体３０が回転されて、複数の一方側ポート１２，１４，１６のいずれかと他方側ポート２２とを選択的に連通させる構成とされている。このような切替部１を備えた切替弁装置Ａは、他方側ポート２２が、金型に設けられた液媒体流通路に連通するように接続され、複数の一方側ポート１２，１４，１６が、少なくとも高温液媒体を金型の液媒体流通路に循環供給する高温液媒体供給部と低温液媒体を金型の液媒体流通路に循環供給する低温液媒体供給部とにそれぞれ接続されて、金型温度調節システムに組み込まれるものとしてもよい。

また、本実施形態では、切替弁装置Ａは、図３及び図４に示すように、これら弁体ケーシング１０、回転弁体３０及び軸封部５０が外装された回転軸４０をそれぞれに有した第１切替部１Ａ及び第２切替部１Ｂを備えている。また、本実施形態では、切替弁装置Ａは、これら各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０を回転駆動する単一の回転駆動部２を設けた構造とされている。
また、本実施形態では、切替弁装置Ａは、切替部１（本実施形態では、第１切替部１Ａ及び第２切替部１Ｂ）及び回転駆動部２を支持し、床等に設置される基台４を備えている。図例では、複数本の脚部を有した基台４を例示している。なお、基台４の脚部は、レベルアジャスター等のレベル調整機能を有した脚部としてもよく、自在キャスター等を設けた脚部としてもよい。

これら第１切替部１Ａ及び第２切替部１Ｂは、図３及び図４に示すように、概ね同様の構成とされている。
本実施形態では、これら切替部１Ａ，１Ｂの弁体ケーシング１０，１０のそれぞれに、複数の一方側ポートとして、一方側第１ポート１２，１２、一方側第２ポート１４，１４及び一方側第３ポート１６，１６を設けている（図１及び図２も参照）。また、本実施形態では、これら切替部１Ａ，１Ｂの弁体ケーシング１０，１０のそれぞれに、単一の他方側ポート２２，２２を設けている。

一方側第１ポート１２，１２には、それぞれ一方側第１接続管１３，１３が連通接続され、一方側第２ポート１４，１４には、それぞれ一方側第２接続管１５，１５が連通接続され、一方側第３ポート１６，１６には、それぞれ一方側第３接続管１７，１７が連通接続されている。
他方側ポート２２，２２には、それぞれ他方側接続管２３，２３が連通接続されている。
これら各弁体ケーシング１０，１０のそれぞれに設けられた各接続管１３，１３，１５，１５，１７，１７，２３，２３に、液媒体管路６，６，７，７，８，８，９，９が接続される。

このような第１切替部１Ａ及び第２切替部１Ｂを備えた切替弁装置Ａは、一方の切替部が、高温液媒体供給部及び低温液媒体供給部を有した金型温度調節装置等の供給元からの液媒体を金型の液媒体流通路等の供給先に送媒する送媒側液媒体管路に接続され、他方の切替部が、上記供給先からの液媒体を上記供給元に返媒する返媒側液媒体管路に接続されて、金型温度調節システムに組み込まれるものとしてもよい。また、上記金型温度調節装置としては、例えば、金型に設けられた液媒体流通路に高温液媒体をそれぞれに循環供給する２つ（または１つ）の高温液媒体供給部と、金型の液媒体流通路に低温液媒体を循環供給する１つ（または２つ）の低温液媒体供給部と、を備えたものとしてもよい。このような金型温度調節装置の各液媒体供給部の送媒側及び返媒側の液媒体管路と、金型の液媒体流通路の送媒側及び返媒側と、を切替弁装置Ａによって選択的に切り替えて連通させる態様としてもよい。

このような金型温度調節システムにおいては、金型の液媒体流通路に高温液媒体を循環供給して金型を加熱する工程と、金型の液媒体流通路に低温液媒体を循環供給して金型を冷却する工程と、を繰り返す成形サイクルの実行がなされる。
また、このような金型温度調節システムに適用される高温液媒体の温度としては、例えば、６０℃〜３２０℃程度としてもよく、低温液媒体の温度としては、例えば、５℃〜４０℃程度としてもよい。
液媒体としては、水（清水）系や、油系、アルコール系等の液媒体としてもよく、他の液媒体としてもよい。また、液媒体を水等とした場合には、高温液媒体の温度に合わせて液媒体が沸騰しない圧力となるように高温側の系内の圧力を適宜、維持するようにしてもよい。

図例では、第１切替部１Ａの各一方側接続管１３，１５，１７（各一方側ポート１２，１４，１６）に、一方側液媒体管路としての送媒側液媒体管路６Ａ，７Ａ，８Ａをそれぞれ連通接続し、第１切替部１Ａの他方側接続管２３（他方側ポート２２）に、他方側液媒体管路としての送媒側液媒体管路９Ａを連通接続した例を示している。
また、第２切替部１Ｂの各一方側接続管１３，１５，１７（各一方側ポート１２，１４，１６）に、一方側液媒体管路としての返媒側液媒体管路６Ｂ，７Ｂ，８Ｂをそれぞれ連通接続し、第２切替部１Ｂの他方側接続管２３（他方側ポート２２）に、他方側液媒体管路としての返媒側液媒体管路９Ｂを連通接続した例を示している。

このような接続態様とすれば、例えば、各切替部１Ａ，１Ｂの回転弁体３０，３０を回転させ、それぞれの一方側第１接続管１３，１３とそれぞれの他方側接続管２３，２３とを連通させれば、送媒側液媒体管路６Ａと、送媒側液媒体管路９Ａ及び返媒側液媒体管路９Ｂを介して連通された金型の液媒体流通路等の供給先と、返媒側液媒体管路６Ｂと、を連通させることができる。また、同様にして各切替部１Ａ，１Ｂの回転弁体３０，３０を回転させることで、送媒側液媒体管路６Ａ，７Ａ，８Ａのいずれかと、返媒側液媒体管路６Ｂ，７Ｂ，８Ｂのいずれかと、を選択的に連通させることができる。なお、第１切替部１Ａの一方側接続管１３，１５，１７と、第２切替部１Ｂの一方側接続管１３，１５，１７と、は、対応するもの同士が連通される態様や、同期的に連通される態様に限られず、後記する回転駆動部２の態様や制御態様等によっては、種々の切替接続パターンで連通させることも可能である。

回転駆動部２は、各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０に連結されている。このような各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０を回転させる回転駆動部２としては、モーターの出力軸に連結された種々の減速ギア等のギア機構を備え、出力軸に対して各回転軸４０，４０を直交方向に連結するいわゆるギアモーター等を採用するようにしてもよい。または、出力軸を両側に備えたいわゆる両軸モーター等を採用するようにしてもよい。また、このようなモーターとしては、各回転弁体３０，３０を適宜の回転位置で比較的に高精度に停止させる必要があることから、ブレーキ付きのモーターや、サーボモーター等を採用するようにしてもよい。
図例では、回転駆動部２としてギア機構を内蔵したギアボックスを備えたギアモーターを例示している。また、この回転駆動部２に、各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０を互いに略同軸状に連結した例を示している。
この回転駆動部２は、適宜の固定ブラケット等によって基台４に固定されている。

また、各切替部１Ａ，１Ｂの適所には、各回転軸４０，４０または各回転弁体３０，３０の軸廻りの回転位置を検出するセンサー３，３が設けられている。このようなセンサー３，３としては、各回転弁体３０，３０の回転を停止させる位置を個別に検出するものとしてもよく、または、各回転弁体３０，３０の回転角度を直接的に若しくは間接的に検出可能なものとしてもよい。
図例では、センサー３，３を、各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０のそれぞれの外周側に設けた例を示している。
このセンサー３，３及び回転駆動部２が、当該切替弁装置Ａが組み込まれるシステムに設けられたＣＰＵ等の制御部に信号線等を介して接続され、各回転弁体３０，３０の切替制御（回転制御）がなされる。
なお、回転駆動部２としては、各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０（回転弁体３０，３０）を、同期的に回転させる態様とされたものに限られず、個別に回転可能とされた回転駆動部２を採用するようにしてもよい。この場合は、例えば、回転駆動部２のギアボックス等に、回転駆動部２のモーターの出力軸等を、各切替部１Ａ，１Ｂの回転軸４０，４０のいずれかに選択的に連結可能とするクラッチ機構等の軸切替機構を設けるようにしてもよい。

次に、切替部１（１Ａ，１Ｂ）の具体的構成の一例について説明する。
なお、各切替部１Ａ，１Ｂは、上記のように概ね同様の構成であり、以下では、切替部１として、第１切替部１Ａを例にとって説明する。
切替部１の弁体ケーシング１０は、本実施形態では、一方側ポート１２，１４，１６を設けた一方側ケース１１と、他方側ポート２２を設けた他方側ケース２１と、を備え、これらによって回転弁体３０を収容する弁体収容空間２０を区画している。

一方側ケース１１は、図１及び図２に示すように、略円盤状とされており、その略円心に、後記する回転弁体３０の一方側軸部３４を受ける弁体軸受部１８を設けた構造とされている。
弁体軸受部１８は、当該一方側ケース１１の厚さ方向に沿って形成され、弁体収容空間２０に向けて開口した弁体軸受穴とされている。また、図例では、この弁体軸受部１８に、回転弁体３０の一方側軸部３４が挿入されるブッシュやベアリング（ドライベアリング）等の略円筒状の軸受部材（滑り軸受）１８ａを設けた例を示している。
この一方側ケース１１に設けられた一方側ポート１２，１４，１６は、当該一方側ケース１１を、厚さ方向（軸方向）に貫通して形成されている。
また、これら一方側ポート１２，１４，１６は、図２に示すように、一方側ケース１１の弁体軸受部１８（円心）から略等間隔を空けた位置に設けられ、かつ周方向に沿って互いに略等間隔を空けて設けられている。

また、一方側ケース１１の他方側ケース２１側に向く面（対向面）における外周縁近傍の他方側ケース２１との当接部位には、周方向に沿ってシール部材１９が設けられている。図例では、一方側ケース１１の対向面に、他方側ケース２１側に向けて開口する凹溝を外周縁近傍に周方向に沿って設け、該凹溝に、シール部材１９を収容させるように設けた例を示している。このようなシール部材１９としては、Ｏリング状や、Ｖリング状のシールリングとしてもよく、また、いわゆる渦巻き形ガスケット等の種々のガスケットの採用が可能である。
なお、このようなシール部材１９を一方側ケース１１に設けた態様に代えて、他方側ケース２１に設けるようにしてもよく、さらには、このようなシール部材１９を設けないようにしてもよい。また、一方側ケース１１の一方側ポート１２，１４，１６の弁体収容空間２０側の周縁に、周方向に沿って回転弁体３０に当接されるシール部材を設けるようにしてもよい。

他方側ケース２１は、外郭形状が軸方向に見て略円形状とされており、本実施形態では、略円筒形状とされている。この他方側ケース２１の一方側ケース１１側の外周縁部には、周方向に沿ってフランジ部が形成され、この他方側ケース２１と一方側ケース１１とは、図１及び図２に示すように、複数本のボルト等の適宜の締結具によってフランジ接続されている。
また、他方側ケース２１は、回転弁体３０の形状に応じた形状とされ、軸方向両側に開口し、大径状とされた一方側ケース１１側の大径状部と、他方側ポート２２を設けた小径状部とを、軸方向に沿って略同心状に一連状に設けた構造とされている。
また、本実施形態では、弁体ケーシング１０に、液媒体の温度を検出する温度センサー５を設けており、図例では、他方側ケース２１の小径状部に、温度センサー５の接続部２４を設けた例を示している。なお、温度センサー５を設ける部位は、図例のような部位に限られず、弁体ケーシング１０の他の部位に設けてもよく、さらには、このような温度センサー５を設けないようにしてもよい。

また、本実施形態では、他方側ケース２１の小径状部に、後記する回転弁体３０の他方側軸部３７を受ける弁体軸受部２５を設けている。
弁体軸受部２５は、当該他方側ケース２１の軸方向に沿って形成され、弁体収容空間２０に向けて開口した弁体軸受穴とされている。また、図例では、この弁体軸受部２５に、回転弁体３０の他方側軸部３７が挿入される上記同様の略円筒状の軸受部材（滑り軸受）２５ａを設けた例を示している。
また、本実施形態では、この他方側ケース２１の小径状部の弁体軸受部２５の軸方向先側（反弁体収容空間２０側）に、略同軸状に一連状に、弁体軸受部２５よりも小径状の他方側ポート２２を設けている。
また、他方側ケース２１の小径状部と大径状部との境界部位における一方側ケース１１側に向く面（対向面）には、後記する回転弁体３０に設けられたカラー（留め輪）等の環状の歯車抜止部材３９を受け入れる凹状段部２６が設けられている。また、図例では、この凹状段部２６に、歯車抜止部材３９に当接されるスラストワッシャーやスラスト軸受等の略円環状の軸受部材２６ａを設けた例を示している。

また、この他方側ケース２１には、後記する軸封部５０の軸封ボックス５７が接続されるとともに、回転軸４０を受け入れる軸接続部２７が設けられている。
本実施形態では、この軸接続部２７を、弁体ケーシング１０（他方側ケース２１）の下端部に設けている。
この軸接続部２７は、回転軸４０の軸方向両側に開口して一方側開口が弁体収容空間２０に連通する中空部が形成されており、該中空部が回転軸４０を受ける回転軸受部２８となる。また、図例では、この回転軸受部２８に、回転軸４０が挿入される軸受部材２８ａを設けた例を示している。また、図例では、この回転軸受部２８の軸封部５０側の開口周縁に、周方向に沿って凹状段部を設けており、軸受部材２８ａを、この凹状段部に収容される鍔状部を有した鍔付円筒状ブッシュ等の軸受部材としている。
また、この軸接続部２７の軸封部５０側の外周縁部及び軸封部５０の軸封ボックス５７の軸接続部２７側の外周縁部には、周方向に沿ってフランジ部がそれぞれに設けられており、これら軸接続部２７と軸封ボックス５７とは、複数本のボルト等の適宜の締結具によってフランジ接続されている。

上記構成とされた弁体ケーシング１０は、適宜の固定ブラケット等によって基台４に固定されている。
なお、弁体ケーシング１０としては、上記したように、一方側ケース１１、他方側ケース２１及び軸接続部２７に分割されたものに限られず、これらのいずれかが一体的に形成されたものや、上記した各部の一部が更に分割形成されたもの等としてもよい。また、弁体ケーシング１０としては、回転弁体３０の形状等に応じた形状にすればよく、その他の形状とされたものとしてもよい。

回転弁体３０は、略円盤形状（略円柱形状）の回転ローターとされており、軸方向両側に開口させるように液媒体路３１を設けた形状とされている。この液媒体路３１の一方側開口３２が、弁体ケーシング１０の一方側ポート１２，１４，１６のいずれかに連通され、この液媒体路３１の他方側開口３３が、弁体ケーシング１０の他方側ポート２２に連通される。また、この液媒体路３１は、その両側の開口３２，３３を含み、弁体ケーシング１０の一方側ポート１２，１４，１６及び他方側ポート２２と略同径状とされている。
また、回転弁体３０は、一方側ケース１１の弁体軸受部１８に回転自在に支持される一方側軸部３４と、他方側ケース２１の弁体軸受部２５に回転自在に支持される他方側軸部３７と、を略同軸状に軸方向両側に設けた形状とされている。図例では、一方側軸部３４を、略円柱状とし、他方側軸部３７よりも小径状とした例を示している。
本実施形態では、上記のように、弁体ケーシング１０（他方側ケース２１）の弁体軸受部２５の軸方向先側（反弁体収容空間２０側）に他方側ポート２２を設けており、これに対応させて、回転弁体３０の他方側軸部３７の軸方向先端面において、液媒体路３１の他方側開口３３を開口させている。

また、これら一方側軸部３４と他方側軸部３７との間には、これらよりも大径の大径ローター部３５が設けられている。
この大径ローター部３５の一方側ケース１１側に向く面において、液媒体路３１の一方側開口３２を開口させている。
この一方側開口３２は、弁体ケーシング１０の一方側ポート１２，１４，１６に軸方向で重合可能となるように、弁体ケーシング１０の一方側ポート１２，１４，１６の形成位置に応じた位置となるように設けられており、回転弁体３０の一方側軸部３４（軸心）から所定寸法を隔てて外周側において開口している（図２も参照）。
液媒体路３１は、これら一方側開口３２と他方側開口３３とを連通させるように、回転弁体３０を軸方向に貫通して設けられている。図例では、液媒体路３１を、一方側開口３２近傍部位の大径ローター部３５において軸心側に屈曲させて軸心まで延びるように設け、当該軸心部位から他方側開口３３に至るまで軸方向に沿って延びるように設けた例を示している。

また、本実施形態では、回転弁体３０に、後記する回転軸４０に設けられた軸歯車４７に噛み合う弁体歯車３８を設けている。この弁体歯車３８は、その下側部位が、上記した軸接続部２７の中空部に臨むように設けられている。
また、図例では、回転弁体３０に、その大径ローター部３５と他方側軸部３７との間に、これらに略同軸状に一連状に歯車受部３６を設け、この歯車受部３６に、弁体歯車３８を外嵌させた例を示している。この歯車受部３６は、図例では、大径ローター部３５よりも小径状で、他方側軸部３７よりも大径状に形成されている。この歯車受部３６及び弁体歯車３８には、共廻りを防止するキーやキー溝等の適宜の廻り止め機構が設けられている。

また、弁体歯車３８は、大径ローター部３５よりも小径状に形成されており、一方側面が大径ローター部３５に当接され、他方側面に環状の歯車抜止部材３９が当接して軸方向に沿う移動が規制されている。
歯車抜止部材３９は、他方側軸部３７が挿通され、歯車受部３６と他方側軸部３７との境界部位における他方側ケース２１の凹状段部２６側に向く面（対向面）に当接して回転弁体３０に取り付けられている。
なお、このような歯車抜止部材３９を設けた態様に代えて、または加えて、弁体歯車３８を回転弁体３０にボルト等の適宜の締結具によって固定するようにしてもよい。さらには、このように弁体歯車３８と回転弁体３０とを別体とせずに、弁体歯車３８を回転弁体３０に一体的に形成するようにしてもよい。
また、回転弁体３０を、その液媒体路３１の一方側開口３２を弁体ケーシング１０の一方側ポート１２，１４，１６のいずれにも連通させずに、弁体ケーシング１０の一方側ポート１２，１４，１６と他方側ポート２２とを遮断可能に回転制御されるものとしてもよい。

回転軸４０は、上記した回転駆動部２に連結された駆動側軸部４１と、この駆動側軸部４１と略同軸状に設けられ、上記した軸接続部２７の中空部に挿通されて弁体収容空間２０に臨むように配置された歯車軸部４６と、を軸方向両側に備えている。この歯車軸部４６に、上記した回転弁体３０の弁体歯車３８に噛み合い、回転弁体３０を回転させる軸歯車４７を外嵌させている。この歯車軸部４６及び軸歯車４７には、上記同様、共廻りを防止するキーやキー溝等の適宜の廻り止め機構が設けられている。
また、本実施形態では、回転軸４０の軸歯車４７を回転弁体３０の弁体歯車３８よりも小径状とし、回転軸４０の回転により回転される回転弁体３０の回転速度を減速させる構成としている。
なお、図例では、回転弁体３０及び回転軸４０の軸方向を互いに略平行とし、回転弁体３０の弁体歯車３８及び回転軸４０の軸歯車４７をそれぞれ平歯車としているが、このような態様に限られない。これら回転弁体３０及び回転軸４０の歯車としては、回転弁体３０及び回転軸４０の互いの軸方向等に応じて、かさ歯車やウォームギア等の他の歯車を採用するようにしてもよい。

また、この回転軸４０の歯車軸部４６の回転駆動部２側には、上記した軸接続部２７の回転軸受部２８に回転自在に支持される接続軸部４５が歯車軸部４６に略同軸状に一連状に設けられている。
この接続軸部４５は、歯車軸部４６よりも大径状とされ、軸歯車４７の径と概ね同径状とされている。
また、この接続軸部４５の回転駆動部２側には、接続軸部４５よりも大径状とされ、上記した軸接続部２７の凹状段部に収容される鍔状部４４が接続軸部４５に略同軸状に一連状に設けられている。この鍔状部４４によって回転軸４０の軸方向一方側（反回転駆動部２）側への移動が規制されている。

また、この回転軸４０の鍔状部４４の回転駆動部２側には、後記する軸封部５０の軸封ボックス５７に挿通されるように配置される軸部４２，４３が略同軸状に一連状に設けられている。
図例では、駆動側軸部４１に連なるように設けられ、この駆動側軸部４１よりも大径状とされたシール軸部４２と、このシール軸部４２に連なるように設けられ、このシール軸部４２よりも大径状で、鍔状部４４よりも小径状とされたシール受部４３と、を設けた例を示している。
なお、回転軸４０としては、上記したような態様に限られず、例えば、駆動側軸部４１とシール軸部４２とを同径状としたりしてもよく、また、後記する軸封部５０のメカニカルシール５１の態様等に応じて、軸方向に沿う各軸部等の位置や形状（径）等を適宜、変形するようにしてもよい。

軸封部５０は、上記した回転軸４０（シール軸部４２）がそれぞれ挿通された固定環５２及び回転環５４を少なくとも有したメカニカルシール５１と、このメカニカルシール５１を収容する軸封ボックス（スタッフィングボックス）５７と、を備えている。
軸封ボックス５７は、上記したように、軸接続部２７側の外周縁部に設けられたフランジ部を有している。また、この軸封ボックス５７のフランジ部の軸接続部２７側に向く面（対向面）における軸接続部２７との当接部位には、周方向に沿って、上記同様のガスケット等のシール部材５９が設けられている。図例では、軸封ボックス５７のフランジ部の対向面に、軸接続部２７側に向けて開口する凹溝を周方向に沿って設け、該凹溝に、シール部材５９を収容させるように設けた例を示している。なお、このようなシール部材５９を軸封ボックス５７に設けた態様に代えて、軸接続部２７に設けるようにしてもよく、さらには、このようなシール部材５９を設けないようにしてもよい。

また、この軸封ボックス５７には、複数の放熱フィン５７ａが設けられている（図３及び図４も参照）。本実施形態では、軸封ボックス５７を、回転軸４０と略同軸状の略筒形状とし、その外周に、軸方向に沿って間隔を空けて複数（図例では、３つ）の放熱フィン５７ａを設けた例を示している。これら放熱フィン５７ａは、径方向に突出するように軸封ボックス５７に一連状に設けられ、周方向に沿ってその全周に亘って設けられている。また、図例では、これら放熱フィン５７ａの突出寸法を、軸封ボックス５７のフランジ部の突出寸法と略同寸法とした例を示している。
なお、これら放熱フィン５７ａの個数（枚数）や、突出寸法、形状等は、このような態様に限られず、例えば、軸封ボックス５７の周方向に沿って部分的に設けられたものとしてもよく、また、ピン状とされたものとしてもよい。

このように略筒形状とされた軸封ボックス５７は、その中空部が、シール収容部５８とされている。
このシール収容部５８の軸接続部２７側（弁体ケーシング１０側）の開口は、軸接続部２７の凹状段部の径に概ね応じた径とされている。一方、このシール収容部５８の駆動側軸部４１側の駆動側開口５８ｂは、シール軸部４２に応じた径とされている。この駆動側開口５８ｂは、回転軸４０がスムーズに回転するようシール軸部４２よりも僅かに大径とされている。
また、このシール収容部５８には、後記するメカニカルシール５１の固定側二次シールを受け入れるように収容する二次シール収容部５８ａが設けられている。
この二次シール収容部５８ａは、駆動側開口５８ｂよりも大径状で、シール収容部５８の軸接続部２７側の部位よりも小径状とされている。

上記構成とされた軸封ボックス５７に収容されたメカニカルシール５１は、回転軸４０に対して非回転とされた固定環５２と、回転軸４０とともに回転する回転環５４と、を備えている。
これら固定環５２と回転環５４とは、回転軸４０に略垂直な互いに対向する面がシール端面（摺動面）５２ａ，５４ａとされている。これら固定環５２のシール端面５２ａ及び回転環５４のシール端面５４ａは、鏡面とされ、これらが互いに擦れ合いながらも低摩擦で、または、これらの間に僅かな流体膜が形成され、略摩擦抵抗の無い状態で、これら固定環５２及び回転環５４が相対的に回転する構成とされている。なお、これら固定環５２及び回転環５４としては、適宜、公知のカーボンや、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、超硬合金等から形成されたものとしてもよい。

また、本実施形態では、固定環５２を軸方向に不動とされたメイティングリングとし、回転環５４をばね機構５６によって固定環５２に向けて軸方向に移動されるシールリングとしている。また、本実施形態では、固定環５２を駆動側軸部４１側に配置し、回転環５４を接続軸部４５側に配置している。
また、固定環５２には、その外周面及び反シール端面（シール端面５２ａとは反対側の面）を覆うように、固定側二次シール５３が取り付けられている。この固定側二次シール５３は、軸封ボックス５７の二次シール収容部５８ａの内面に当接されている。
また、回転環５４の反シール端面側（シール端面５４ａとは反対側）には、回転側二次シール５５が固定的に取り付けられている。この回転側二次シール５５は、図例では、略円筒状（ベローズ状）とされている。

この回転側二次シール５５にばね機構５６が外装されている。ばね機構５６は、回転側二次シール５５の一端側（シール受部４３側）及び他端側（回転環５４側）にそれぞれ固定的に取り付けられたばね受部とこれらばね受部を離反する方向に付勢する圧縮コイルばね等からなるばね部材とを備えている。このばね機構５６のばね部材は、軸封ボックス５７に収容された状態で、上記付勢方向に復元力を有するように設けられている。
また、回転側二次シール５５の一端側がシール軸部４２よりも小径状とされ、シール軸部４２に対して固定的に装着され、また、この回転側二次シール５５のシール受部４３側に向く面がシール受部４３に当接し、当該回転側二次シール５５（及び回転環５４）のシール受部４３側への軸方向の移動が規制されている。また、この回転側二次シール５５の他端側は、シール軸部４２よりも僅かに大径状とされ、その他端に取り付けられた回転環５４が固定環５２に向けて軸方向に移動可能とされている。

軸封部５０は、このような構成により、その軸封ボックス５７の駆動側開口５８ｂから軸封ボックス５７外への液漏れを効果的に抑制し得る構成とされている。なお、軸封ボックス５７に封入される潤滑剤となる媒体としては、予め封入するようにしてもよいが、本実施形態のように、軸封部５０を弁体ケーシング１０の下側に連なるように設けた場合には、弁体ケーシング１０を介して伝う液媒体が封入されるものとしてもよい。
また、上記したメカニカルシール５１は、一例に過ぎず、メカニカルシール５１としては、その他、種々の構成とされたメカニカルシールの採用が可能である。例えば、固定環５２及び回転環５４を逆側配置としたり、回転環５４をメイティングリングとしたりしてもよい。この場合は、軸封ボックス５７や、軸接続部２７、回転軸４０等を適宜、必要に応じて変形するようにしてもよい。また、各二次シール５３，５５やばね機構５６等も上記した例に限られず、種々の態様とされたものが採用可能である。

上記構成とされた本実施形態に係る切替弁装置Ａによれば、回転軸部分におけるシール性を長期に亘って維持することができ、また、上記のように、比較的に大きな温度差がある液媒体を切り替えるシステムに組み込まれた場合にも液媒体の漏洩を抑制することができる。
つまり、回転軸４０に外装された軸封部５０がメカニカルシール５１を備えた構成とされているので、回転軸に対して圧着されたグランドパッキンやＯリング等のシール部材と比べて、摩耗が極めて少なく、回転軸部分におけるシール性を長期に亘って維持することができ、また、漏洩量も極めて少なくすることができる。
また、このメカニカルシール５１の軸封ボックス５７に、複数の放熱フィン５７ａを設けているので、回転軸４０のシール部分を放熱することができる。これにより、比較的に大きな温度差がある液媒体を切り替えるシステムに組み込まれた場合にも、その温度差の影響を小さくすることができ、熱収縮等に起因する液媒体の漏洩を抑制することができる。
このような効果を奏する本実施形態に係る切替弁装置Ａは、特に、切り替えが極めて頻繁になされ、切り替える液媒体に極めて大きな温度差がある、上記したような金型の液媒体流通路に高温液媒体と低温液媒体とを切り替えて循環させる金型温度調節システムに組み込まれる切替弁装置Ａとして好適なものとなる。

また、本実施形態では、回転軸４０に、軸歯車４７を設け、回転弁体３０に、軸歯車４７に噛み合い当該回転弁体３０を回転させる弁体歯車３８を設けている。従って、回転駆動部２に回転駆動される回転軸４０に直接的に回転弁体３０を接続したようなものと比べて、回転弁体３０から回転軸４０への熱移動を小さくすることができ、比較的に大きな温度差がある液媒体を切り替えるシステムに組み込まれた場合にも、その温度差の影響をより小さくすることができる。また、軸封部５０への熱移動も小さくなるので、高耐熱性のメカニカルシールを採用する必要性が低減され、低コスト化を図ることもできる。
また、弁体歯車３８及び軸歯車４７を介して回転軸４０のシール部分となる軸封部５０と回転弁体３０とが離隔され、軸封ボックス５７内における液媒体の流動を極めて小さくすることができる。従って、上記のように、回転弁体３０によって高温液媒体と低温液媒体とを切り替える構成とした場合にも、軸封ボックス５７内における液媒体の温度変化を極めて小さくすることができる。

また、本実施形態では、上記のように、第１切替部１Ａ及び第２切替部１Ｂを備えているので、これら各切替部１Ａ，１Ｂによって多数の液媒体管路を切り替えることができる。
また、単一の回転駆動部２によって第１切替部１Ａ及び第２切替部１Ｂの各回転弁体３０，３０を回転させることができるので、構造の簡略化、コンパクト化を図ることができる。
また、各切替部１Ａ，１Ｂの回転弁体３０，３０を同期させて回転させる態様とすれば、省電力化を図ることもできる。また、このような態様とした場合には、例えば、各切替部１Ａ，１Ｂの切り替え状態を同期させたいようなシステムに組み込まれる場合に好適なものとなる。

なお、本実施形態では、各切替部１Ａ，１Ｂのそれぞれの回転軸４０，４０を回転駆動する単一の回転駆動部２を設けた構造とした例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、各切替部１Ａ，１Ｂのそれぞれの回転軸４０，４０をそれぞれに回転駆動する２つの回転駆動部２，２を設けた構造としてもよい。さらには、切替弁装置Ａとしては、このように、２つの切替部１Ａ，１Ｂを備えたものに限られず、単一の切替部１（１Ａまたは１Ｂ）を備えたものとしてもよい。
また、本実施形態に係る切替弁装置Ａは、上記したような金型温度調節システムに組み込まれる態様に限られず、その他、種々のシステムに組み込まれるものとしてもよい。

また、本実施形態では、弁体ケーシング１０に、３つの一方側ポート１２，１４，１６及び単一の他方側ポート２２を設けた例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、複数の他方側ポートを弁体ケーシング１０に設けるようにしてもよく、また、３つ以外の複数の一方側ポートを弁体ケーシング１０に設けるようにしてもよい。この場合は、弁体ケーシング１０や回転弁体３０の液媒体路３１等を適宜、必要に応じて変形するようにしてもよい。
また、本実施形態では、軸封部５０を、弁体ケーシング１０の下側に連なるように設けた例を示しているが、他の部位に設けるようにしてもよい。
また、本実施形態では、回転弁体３０と回転軸４０とを歯車３８，４７を介して連結した例を示しているが、このような態様に限られない。例えば、回転弁体３０に略同軸状に直接的に回転軸４０を連結した態様としてもよい。

Ａ 切替弁装置
１Ａ 第１切替部
１Ｂ 第２切替部
２ 回転駆動部
１０ 弁体ケーシング
１２ 一方側第１ポート
１４ 一方側第２ポート
１６ 一方側第３ポート
２２ 他方側ポート
３０ 回転弁体
３１ 液媒体路
３８ 弁体歯車
４０ 回転軸
４７ 軸歯車
５０ 軸封部
５１ メカニカルシール
５２ 固定環
５４ 回転環
５７ 軸封ボックス
５７ａ 放熱フィン
６，７，８ 一方側液媒体管路
９ 他方側液媒体管路

Claims (3)

1. 複数の一方側液媒体管路にそれぞれ接続される複数の一方側ポート及び少なくとも一つの他方側液媒体管路に接続される他方側ポートを設けた弁体ケーシングと、該弁体ケーシング内に回転自在に収容され、前記複数の一方側ポートのいずれかと前記他方側ポートとを連通させる液媒体路を設けた回転弁体と、該回転弁体を回転させる回転軸と、該回転軸に外装された軸封部と、該回転軸を回転駆動する回転駆動部と、を備えており、
   前記軸封部は、前記回転軸がそれぞれ挿通された固定環及び回転環を少なくとも有したメカニカルシールを含み、その軸封ボックスに複数の放熱フィンを設けた構造とされていることを特徴とする切替弁装置。
2. 請求項１において、
   前記回転軸に、軸歯車を設け、前記回転弁体に、該軸歯車に噛み合い当該回転弁体を回転させる弁体歯車を設けていることを特徴とする切替弁装置。
3. 請求項１または２において、
   前記弁体ケーシング、前記回転弁体及び前記軸封部が外装された回転軸をそれぞれに有した第１切替部及び第２切替部を備え、これら各切替部の回転軸を回転駆動する単一の回転駆動部を設けた構造とされていることを特徴とする切替弁装置。

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