JP2014228118A - 給水給湯機用ボールバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】弁体の破壊に伴うシール性及び信頼性の低下を回避するとともに、弾性材の使用量を削減して弁体表面における弾性材の変形量、摩擦抵抗を抑制し、弁体の回転が不可となる事態を回避できるボールバルブを提供する。
【解決手段】複数の流出路及び流入路を有する弁体２３０と、弁体２３０が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、弁体２３０を回転駆動してシステムに通ずる流出入口の切換をおこなうモーターとを備えるボールバルブであって、弁体２３０の外周面が円柱形状部２３０ａと球形状部２３０ｂの複合形状で構成されており、円柱形状部２３０ａの外周面を共有する内周面及び球形状部２３０ｂの外周面を共有する外周面を有するパッキン２４０を弁体２３０を構成する材料よりも弾性率が小さい材料で構成した。
【選択図】図５

Description

この発明は、電気温水器やガス、石油等を熱源に利用した給湯機において、給湯経路を流れる湯水の流路を切り換えるボールバルブに関するものである。

従来の給湯ユニットにおいて流体の流れを切り換えるためのボールバルブとして、特許文献１（特開２０００−１８４０５号公報）に記載のものが知られている。このボールバルブは、Ｌ字型に形成された流路を有する弁体と、前記弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、前記弁ケースに形成された１つの流入口及び３つの流出口と、前記弁体を回転駆動して前記３つの流出口の切換えを行うモーターと、前記モーターの駆動力を前記弁体に伝達する弁軸とを備える。
また、前記弁体を前記弁室内に保持するために、前記弁ケースの左側面開口部にその螺合部で螺入される押さえシートと前記左側面開口部を閉鎖する弁カバーを備えており、弁カバーにも１つの流出口が形成されている。

前記弁体は、その中心部付近で合流する断面円形の流入路と流出路が形成されており、前記流入路は常時前記流入口に接続しているとともに、前記流出路は前記３つの流出口に択一的に接続するように配置されている。前記弁体は、前記モーターにより弁軸を介して回転駆動され、その回転位置を設定できるようになっている。前記弁ケースの流入口から流入した湯水は、前記弁体の流入路と流出路に導かれ、前記弁体を回転して切換変更された所定の位置により、前記３つの流出口に択一的に接続される。
ボールバルブは前記弁室内の前記弁体と、前記弁ケースおよび押さえシートとの接触部分に、複数のパッキンを介在させており、前記接触部分で弁室から前記３つの流出口の各々、あるいは前記３つの流出口の各々から前記弁室への湯水の漏洩を防止している。

また、特許文献２（特開２００３−２１２４５号公報）には、弁ケース側に弁体とのシール部品を別途設ける必要がない構成のボールバルブが開示されている。
このボールバルブは、Ｌ字型に形成された流路を有する弁体と、前記弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、前記弁ケースに形成された流入口及び複数の流出口と、前記弁体を回転駆動して前記流出口の切換をおこなうモーターとを備えるボールバルブであって、前記弁体はゴム等の弾性材にて形成してあり、かつ、前記弁体には薄板材を三次元的に折り曲げて形成した補強枠を埋設しており、強度を高めている。
上記の構成とすることにより、弁ケース側に弁体とのシール部品を別途設ける必要がなくなるため、部品点数を少なくして構成を簡略化でき、組立工数も少なくすることができる。

特開２０００−１８４０５号公報 特開２００３−２１２４５号公報

しかしながら、特許文献１に示す従来技術においては、上記のように複数のパッキンを準備しなければならないばかりでなく、ボールバルブの組立時にパッキンの装着作業が必要であり、組立工数が多くなるという課題があった。
また、特許文献２に示す構成では、ボールバルブの外部への漏水を回避するために弾性材を弁体の外部から中心に向かって押圧する必要がある。その際に、弁体内部に埋設した補強枠の断面において圧縮応力が集中し、応力集中部を起点として弾性材内部に亀裂の発生、進展、ひいては弾性材の断裂による弁体の破壊を誘発する恐れがある。さらに、弁体全体を弾性材で構成することにより弾性材の使用量、使用体積が増大するため、弁体を押圧する外力による弁体の表面における変形量が大きくなってしまい、この結果、弾性材の圧縮反力が増加し摺接部における摩擦抵抗が上昇し、弁体の回転が不可となる事態が起こり得る。

この発明は、かかる点に鑑み発明されたもので、弁体の破壊に伴うシール性及び信頼性の低下を回避できるボールバルブを提供することを目的としている。

この発明に係る給水給湯機用ボールバルブは、円柱構成体と端部構成体との複合体で構成され前記円柱構成体の軸線を中心として回動自在に弁室に収納される弁体と、前記弁体を駆動制御するモーターとを備え、前記円柱構成体の周面には前記円柱構成体の内部において互いに連通する複数の流体流通口が開口し前記モーターの駆動制御による前記円柱構成体の回動により前記流体流通口に対応する流路を切り換える切換動作を行うものにおいて、前記弁体における前記端部構成体は、前記円柱構成体の端面と前記弁室の内面との間で前記円柱構成体と一体に設けられ、その外周面に球面の一部に相当する曲面部を形成するとともに、前記弁体の前記円柱構成体の周面には、内周面を前記円柱構成体の周面に接合し外周面を前記端部構成体の外周面に連続して形成されるパッキンを設けたものであって、前記パッキンは前記弁体を構成する第一の材料に比べて弾性率が小さい第二の材料が用いられている。

この発明によれば、ボールバルブの機械強度を第一の材料で構成する弁体で確保しつつ、弾性率が小さい第二の材料からなるパッキンで弁体表面を取り巻き、弁体とパッキンとの接合部分における接触面積を大きくして応力集中を緩和することで、補強材を用いることによる弊害を排除して所要の信頼性を確保し、切り換えられる流路の数に応じて必要となるシール部品を使用せずに十分なシール性を確保できる。

この発明における実施の形態１によるボールバルブを示す斜視図である。 この発明における実施の形態１によるボールバルブの断面図（図１のII−II断面）である。 この発明における実施の形態１によるボールバルブの断面図（図１のIII−III断面）である。 この発明における実施の形態１によるボールバルブの断面図（図１のIV−IV断面）である。 この発明における実施の形態１による弁体とパッキンの構成を示す図である。 この発明における実施の形態２による弁体とパッキンの構成を示す図である。 この発明における実施の形態３による弁体とパッキンの構成を示す図である。 この発明における実施の形態４による弁体とパッキンの構成を示す図である。

実施の形態１．
この発明における実施の形態１を図１から図５までについて説明する。図１はこの発明の実施の形態１によるボールバルブを示す斜視図である。図２、図３、図４は、図１のII−II線、III−III線、IV−IV線における断面図を示す。図５は、この発明における実施の形態１による弁体とパッキンの構成を示すものであり、図５（ａ）は弁体とパッキンの側面図、図５（ｂ）は図５（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と直角方向の垂直断面図、図５（ｃ）は図５（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と平行方向の垂直断面図、図５（ｄ）は図５（ａ）に示す弁体とパッキンの水平断面図である。

この発明の実施の形態１によるボールバルブ２００は、弁体２３０、弁ケース２１２、弁室２１５、４つの流出入口２０１、２０２、２０３、２０４、弁軸２２５、モーター２２０、パッキン２４０を主要な構成物として、構成されている。
前記弁体２３０には、中心付近で合流するように断面円形の２つの流出入路２３１及び２３２がＬ字形に形成されており、前記２つの流出入路２３１及び２３２は相互に直交し互いに連通している。前記２つの流出入路２３１及び２３２は、前記弁体２３０を射出成形にて形成する際にスライドコアにより形成しても良いし、射出成形後にドリル加工で形成しても良い。前記２つの流出入路２３１及び２３２を射出成形にて形成する場合は、金型からの離型を容易にするために流出入路の深さ方向に抜き勾配を設けたり、流出入路の直径を段階的に変化させたりしても良い。

給水給湯機内を流れる湯水が前記弁体２３０の前記２つの流出入路２３１及び２３２のいずれか一方に導かれる際に、前記流出入路２３１及び２３２の内部で負圧が発生すると湯水の流れが遮断される。この現象を回避するために、前記弁体２３０の外周表面と前記２つの流出入路２３１及び２３２のいずれかを貫通する空気穴２３３を設ける。空気穴２３３は、前記弁体２３０を射出成形にて成形する際にスライドコアにより形成しても良いし、射出成形後にドリル加工で形成しても良い。前記空気穴２３３を射出成形にて形成する場合、金型からの離型を容易にするために流出入路の深さ方向に抜き勾配を設けたり、空気穴の直径を段階的に変化させたりしても良い。
前記弁体２３０の表面は、円柱形状部２３０ａと球形状部２３０ｂを複合した形状により構成されている。前記パッキン２４０は、前記弁体の円柱形状部２３０ａが前記パッキン２４０の内周面２４０ａと同一となり、前記球形状部２３０ｂが前記パッキン２４０の外周面２４０ｂと同一となるように形成されている。

前記パッキン２４０を構成する第二の材料としては、前記弁体２３０を構成する第一の材料に比べて弾性率が小さい材料が好ましい。具体的には、前記弁体２３０を構成する材料としてはＰＰＳ、ＰＥＥＫ、ＰＰＳＵ、ＬＣＰ等の樹脂材料が好ましく、前記パッキン２４０を構成する第二の材料としては、フッ素ゴムやシリコーンゴム、ＥＰＤＭゴム等の弾性材料や熱可塑性エラストマー等の樹脂材料が好ましい。
この構成により、ボールバルブ２００の機械強度を第一の材料で構成する前記弁体２３０で確保しつつ、弾性率が小さく変形しやすい第二の材料で構成する前記パッキン２４０で前記弁体２３０の表面を取り巻くことで、弁ケース２１２に設けられた流入口及び流出口の数に応じて必要となるシートバルブを使用せずにシール性を確保できる。これにより、ボールバルブ２００の構成部品を削減でき、組立工数の削減も期待できる。

また、特許文献２の構成において想定される、ボールバルブの外部への湯水の漏洩を回避するために、弁体を外部から中心に向かって押圧する際に、弁体内部に埋め込まれた補強枠の断面において応力が集中し、応力集中部を起点として亀裂の発生、進展、ひいては弾性材の断裂を抑制できるため、弁体のシール性及び信頼性の低下を回避できる。
さらに、弁体全体ではなく部分的に弾性材を使用する構成とすることにより、弾性材成形品の成形収縮を極力小さくし高い寸法精度を維持できるため、摺動抵抗の変動が小さく品質が安定したボールバルブを製造できる。また、弾性材の使用量を低減することで、光や酸素、水分、オゾン、熱やひずみによる弾性材の劣化を抑制し、ボールバルブの製品寿命を延命できるとともに、コスト削減にも効果がある。

前記パッキン２４０は、外周面２４０ｂと内周面２４０ａを貫通する４個の流出入口２４１、２４２、２４３、２４４を９０度毎に有している。この構成により、パッキン２４０の形状が等方的となるため成形時において等方的に収縮し、パッキン内周面２４０ａ及びパッキン外周面２４０ｂの寸法管理が容易となるため、パッキン２４０と弁ケース２１２の摺接部における二次加工が削減できる。また、パッキン２４０の形状が等方的であるため、弁体２３０とパッキン２４０の組み合わせ方向が特に一方向に限定されず、組み立てが容易になる。前記パッキン２４０は、射出成形や加硫成形等の成形機を用いた方法で形成しても良いし、ブロック状の材料から切削等の加工により形状を削りだして形成しても良い。
前記パッキン２４０に形成した４つの流出入口２４１、２４２、２４３、２４４のいずれか２つの流出入口は、前記弁体２３０に形成した前記２つの流出入路２３１及び２３２と穴の軸を同一とする。前記パッキン２４０の前記４つの流出入口２４１、２４２、２４３、２４４は、前記パッキン２４０を射出成形または加硫成形する際にスライドコアにより形成しても良いし、成形後にドリル加工で形成しても良い。前記４つの流出入口２４１、２４２、２４３、２４４を成形にて形成する場合、金型からの離型を容易にするために流出入口の深さ方向に抜き勾配を設けたり、流出入口の直径を段階的に変化させたりしても良い。当然ながら、パッキン２４０に形成する流出入口は９０度毎に４個形成される構成に限定するものではなく、パッキン２４０に形成する数に応じて流出入口間の角度を変更しても良いものとする。

前記弁ケース２１２は、その中心に前記弁体２３０と前記パッキン２４０の複合体が前記モーター２２０の回転駆動力により摺動自在に回転可能な前記弁室２１５を有するとともに、流出入口を有する弁カバーを着脱可能な複数の弁カバー取付口を有する。この発明の実施の形態１では、一例として前記弁室２１５は３つの弁カバー取付口を有し、前記３つの弁カバー取付口に着脱可能な３つの弁カバー２６１、２６２、２６３を取り付けている。前記３つの弁カバー２６１、２６２、２６３には、流出入口２０１、２０２、２０３がそれぞれ形成されている。前記３つの弁カバー２６１、２６２、２６３は、前記弁ケース２１２に固定されており、固定方法はねじ等による締結、超音波による融着のいずれの方式でも構わない。前記パッキン２４０の外周面２４０ｂと前記３つの弁カバー２６１、２６２、２６３の摺接部においてOリングを使用しないため、Oリングの経年劣化によるシール面圧の低下を防止でき、信頼性向上につながる。前記パッキンの外周面２４０ｂが前記３つの弁カバー２６１、２６２、２６３の内面と摺接する際に発生するトルクを低減するためにグリス等により両部品間の摺動性を向上させても良い。

前記弁ケース２１２の上部には、前記モーター２２０の回転駆動力を前記弁体２３０に伝達する前記弁軸２２５が回転摺動自在に嵌挿される弁軸嵌挿穴２１８が形成された軸受筒部２１２ａが突設されるとともに、この軸受筒部２１２ａ上に矩形平板上のモーター取付板が連設され、このモーター取付板に前記モーター２２０がその出力軸を下向きにして固定されている。固定方法はねじ等による締結、超音波による融着のいずれでも構わない。
前記弁体２３０の天頂部には、前記モーター２２０の回転駆動力を前記弁体２３０に伝達する弁軸２２５を嵌合するための嵌合溝部２３４が設けられている。前記軸受筒部２１２ａの弁軸嵌挿穴２１８に嵌挿された弁軸２２５は、下側から順次、前記弁体２３０の頂部に形成された断面矩形の嵌合溝部２３４に嵌合せしめられる角形嵌合部２２５ａ、大径部２２５ｂ、Oリング２２７を装着するOリング装着部２２５ｃ、及び、前記モーター２２０の出力軸に一体回転可能に嵌合連結される切欠き円形断面の入力連結部２２５ｄとから構成されている。前記Oリング２２７により前記弁室２１５から前記弁軸嵌挿穴２１８に漏洩する流体の流れを防止する。

前記３つの弁カバー２６１、２６２、２６３における前記パッキン２４０の外周面２４０ｂとの摺接面は、前記パッキン２４０に損傷・摩耗等を発生させないために、Ｒ形状としている。また、前記弁カバー２６１、２６２、２６３の弁室２１５側に突出する内筒部の外周にはOリング２７１、２７２、２７３が外嵌されていて、このOリング２７１、２７２、２７３により前記弁カバー２６１、２６２、２６３と前記弁ケース２１２に設けられた前記弁カバー取付穴との間が封止されている。これにより、前記弁室２１５内に流入した湯水が前記流出入口２０１、２０２、２０３に漏洩するのを阻止する。
前記弁軸２２５は、前記モーター２２０により正逆両方向に回転せしめられ、この弁軸２２５の回転に伴って前記弁体２３０が回転し、弁体に形成された前記流出入路２３１及び２３２が平面状を回転せしめられることになる。この動作により、前記弁体２３０及び前記パッキン２４０に設けられた流路と、前記４つの流出入口２０１、２０２、２０３、２０４の切換を行う。

以上の構成により、ボールバルブの機械強度を第一の材料で構成する弁体で確保しつつ、弾性率が小さく変形しやすい第二の材料からなるパッキンで弁体表面を取り巻くことで弁ケースに設けられた流出入口の数に応じて必要となるシール部品を使用せずにシール性を確保できる。
また、特別に補強枠を設けていないので、ボールバルブの外部へ漏水を回避するために弾性材を弁体外部から弁体中心に向かって押圧する際に、補強枠の部分において応力が集中し、応力集中部を起点として亀裂の発生、進展、ひいては弾性材の断裂を抑制できるため、ボールバルブのシール性及び信頼性の低下を回避できる。
また、弁体全体ではなく部分的に弾性材を使用することにより、弾性材部品の成形収縮を極力小さくし高い寸法精度を維持できるとともに、押圧力による弾性材部品の変形量を小さく維持できるため、摺動抵抗の変動が小さく品質が安定したボールバルブを製造できる。

この発明における実施の形態１では、次の構成および作用効果を有する。
（構成）
複数の流出路及び流入路を有する弁体と、前記弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、前記弁ケースに形成された弁カバー取付口と、流入口及び流出口を有しており前記弁カバー取付口に着脱可能な弁カバーと、前記弁体を回転駆動して給水給湯システムに通ずる前記流入口及び流出口の切換を行うモーターと、前記モーターの回転駆動力を前記弁体に伝達する弁軸を備えるボールバルブであって、前記弁体の外周面が円柱形状部と球形状部の複合形状で構成されており、前記円柱形状部の外周面を共有する内周面及び前記球形状部の外周面を共有する外周面を有するパッキンが、前記弁体を構成する第一の材料に比べて弾性率が小さい第二の材料を用いて構成されていることを特徴とする給水給湯機用ボールバルブ。
（効果）
この構成により、ボールバルブの機械強度を第一の材料で構成する弁体で確保しつつ、弾性率が小さく変形しやすい第二の材料で弁体表面を取り巻くことで弁ケースに設けられた流入口及び流出口の数に応じて必要となるシール部品を使用せずにシール性を確保できる。
ボールバルブの外部へ漏水を回避するために弾性材を弁体外部から弁体中心に向かって押圧する際に、補強材として弁体内部に埋め込まれた薄板状板金部品の断面において応力が集中し、応力集中部を起点として亀裂の発生、進展、ひいては弾性材の断裂を抑制できるため、ボールバルブのシール性及び信頼性の低下を回避できる。
弁体全体ではなく部分的に弾性材を使用することにより、成形品の成形収縮を極力小さくし高い寸法精度を維持できるため、摺動抵抗の変動が小さく品質が安定したボールバルブを製造できる。また、弾性材は光や酸素、水分、オゾン、熱やひずみにより劣化が進行し、亀裂発生や硬化、崩壊が起こる。弾性材の使用量を低減することでボールバルブの製品寿命を延命できるとともに、コスト削減にも効果がある。

また、この発明における実施の形態１では、次の構成および作用効果を更に有する。
（構成）
前項の構成において、前記パッキンの外周面上に、前記パッキンの外周面と前記パッキンの内周面を貫く流入口及び流出口を等間隔に設けたことを特徴とする給水給湯機用ボールバルブ。
（効果）
この構成により、パッキンの成形収縮が等方的になるのでパッキン外形の寸法管理が容易となり、パッキンと弁ケースの摺接部における二次加工が削減できる。成形品の成形収縮を極力小さくし高い寸法精度を維持できるため、摺動抵抗の変動が小さく品質が安定したボールバルブを製造できる。また、パッキン形状が等方的であるため、弁体とパッキンを組み合わせる際に方向を考える必要がなく組み立てが容易になる。

この発明における実施の形態１によれば、円柱形状部２３０ａからなる円柱構成体と球形状部２３０ｂからなる端部構成体との複合体で構成され円柱形状部２３０ａからなる前記円柱構成体の軸線を中心として回動自在に弁室２１５に収納される弁体２３０と、前記弁体２３０を駆動制御するモーター２２０とを備え、円柱形状部２３０ａからなる前記円柱構成体の周面には前記円柱構成体の内部において互いに連通する流出入路２３１、２３２の開口部からなる複数の流体流通口が開口し前記モーター２２０の駆動制御による円柱形状部２３０ａからなる前記円柱構成体の回動により流出入路２３１、２３２の開口部からなる前記流体流通口に対応する流出入口２０１〜２０４からなる流体流通口に連なる流路を切り換える切換動作を行うものにおいて、前記弁体２３０における球形状部２３０ｂからなる前記端部構成体は、円柱形状部２３０ａからなる前記円柱構成体の端面と前記弁室２１５の内面との間で前記円柱構成体と一体に設けられ、その外周面に前記弁室２１５の内面との接触面となる球面の一部に相当する曲面部を形成するとともに、前記弁体２３０における円柱形状部２３０ａからなる前記円柱構成体の周面には円柱形状部２３０ａからなる前記円柱構成体の周面に接合する内周面を有し外周面を球形状部２３０ｂからなる前記端部構成体の外周面に連続して形成されるパッキン２４０を設けたものであって、前記パッキン２４０は前記弁体２３０を構成する第一の材料に比べて弾性率が小さい第二の材料を用いて給水給湯機用ボールバルブを構成したので、ボールバルブの機械強度を第一の材料で構成する弁体で確保しつつ、弾性率が小さく変形しやすい第二の材料からなるパッキンで弁体表面を取り巻き、弁体とパッキンとの接合部分における接触面積を大きくして応力集中を緩和することで、補強材を用いることによる弊害を排除して所要の信頼性を確保し、切り換えられる流路の数に応じて必要となるシール部品を使用せずに十分なシール性を確保できる。

また、この発明における実施の形態１によれば、前項の構成において、前記パッキン２４０の外周面上に、前記パッキン２４０の外周面と前記パッキンの内周面を貫く流出入口２４１〜２４４からなる流体流通口を等間隔に設けたので、摺動抵抗の変動が小さく品質が安定した組立容易なボールバルブを得ることができる。

実施の形態２．
この発明における実施の形態２を図６について説明する。図６は、この発明における実施の形態２による弁体とパッキンの構成を示すものであり、図６（ａ）は弁体とパッキンの側面図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と直角方向の垂直断面図、図６（ｃ）は図６（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と平行方向の垂直断面図、図６（ｄ）は図６（ａ）に示す弁体とパッキンの水平断面図である。

弁体３３０の表面は円柱形状部３３０ａが２つの球形状部３３０ｂに挟まれた構成をしている。パッキン３４０は、前記弁体３３０の円柱形状部３３０ａが前記パッキン３４０の内周面３４０ａと同一となり、前記弁体３３０の前記球形状部３３０ｂが前記パッキン３４０の外周面３４０ｂと同一となるように形成されている。前記パッキン３４０は、前記弁体３３０に対して圧入されることで一体化する。

以上の構成により、圧入により前記弁体３３０と一体化した前記パッキン３４０の弾性力が低下した場合においても、前記パッキン３４０は前記弁体３３０の円柱形状部３３０ａの軸方向への移動は不可であるため、前記パッキン３４０が前記弁体３３０から脱離する事態を回避できる。また、実施の形態２によるパッキン３４０は実施の形態１と比較して弾性材の使用量をさらに減ずることができるため寸法精度、トルク、コストの面においても有効である。

この発明における実施の形態２では、次の構成および作用効果を有する。
（構成）
実施の形態１における構成において、前記弁体の外周面が円柱形状部と球形状部の複合形状で構成されており、かつ前記弁体の円柱形状部が前記弁体の２つの球形状部によって挟まれた構成をしていることを特徴とする請求項１に記載の給水給湯機用ボールバルブ。
（効果）
この構成により、弾性材のクリープ現象により弁体内部に向かって発生している締め付け力が低下した場合にも弁体とパッキンが脱離する事態を回避し、ボールバルブの機能を全うできる。

この発明における実施の形態２によれば、前述した実施の形態１における構成において、弁体３３０における球形状部３３０ｂからなる前記端部構成体を円柱形状部３３０ａからなる前記円柱構成体の両端にそれぞれ設けたので、弁体とパッキンとの脱離を確実に防止することができる。

実施の形態３．
この発明における実施の形態３を図７について説明する。図７は、この発明における実施の形態３による弁体とパッキンの構成を示すものであり、図７（ａ）は弁体とパッキンの側面図、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と直角方向の垂直断面図、図７（ｃ）は図７（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と平行方向の垂直断面図、図７（ｄ）は図７（ａ）に示す弁体とパッキンの水平断面図である。

弁体４３０の表面は円柱形状部４３０ａと球形状部４３０ｂの複合形状により構成されている。パッキン４４０は、前記弁体４３０の円柱形状部４３０ａが前記パッキン４４０の内周面４４０ａと同一となり、前記弁体４３０の前記球形状部４３０ｂが前記パッキン４４０の外周面４４０ｂと同一となるように形成されている。
前記弁体４３０の円柱形状部４３０ａと、前記パッキン４４０の内周面４４０ａの接触界面において、前記弁体４３０の２つの流出入路４３１及び４３２と、前記パッキン４４０の４つの流出入口４４１、４４２、４４３、４４４の流路が干渉しない状態を固定するように凹部４５１と凸部４５２を設けて前記弁体４３０と前記パッキン４４０を嵌合させる構造とする。凹部４５１と凸部４５２の組み合わせは複数存在しても良いものとする。

以上の構成により、前記弁体４３０が、前記弁体４３０の天頂部に設けられた前記嵌合溝部４３４に嵌合される前記弁軸１２５を介して伝達される前記モーター１２０の回転駆動力により回転摺動する際に、前記弁体４３０と前記パッキン４４０の回転角度を同一に維持することが可能となる。そのため、前記弁体４３０の前記２つの流出入口４３１及び４３２と、前記パッキン４４０の前記４つの流出入口４４１、４４２、４４３、４４４の流路が干渉する事態を回避でき、流路の干渉に起因する給湯機システムを流れる湯水の流量低下を防止することが出来る。

この発明における実施の形態３では、次の構成および作用効果を有する。
（構成）
実施の形態１または実施の形態２における構成において、前記弁体に設けた複数の流出入路の内の一つの流出入路と、前記パッキンに設けた複数の流出入口の内の一つの流出入口が干渉していない状態で、前記弁体と前記パッキンの両部品の境界面にそれぞれ凹部及び凸部を設けて両部品を嵌合するようにしたことを特徴とする給水給湯機用ボールバルブ。
（効果）
この構成により、モーターの駆動力により弁体を回転してシステム流路を切り替える際に弁体が空回りすることにより、弁体に設けた流出入路とパッキンに設けた流出入口が干渉し、流路の一部乃至全部が封鎖されることでシステム流量が低減することを防止する。

この発明における実施の形態３によれば、実施の形態１または実施の形態２における構成において、前記弁体４３０に設けた流出入口４３１、４３２からなる複数の前記流体流通口の内の一つの流体流通口（例えば、流出入口４３１）と、前記パッキン４４０に設けた流出入口４４１〜４４４からなる複数の流体流通口の内の一つの流体流通口（例えば、流出入口４４１）が干渉していない状態で、前記弁体４３０の円柱形状部４３０ａからなる円柱構成体の周面が前記パッキン４４０の内周面４４０ａと接合した前記弁体４３０と前記パッキン４４０の両部品の境界面にそれぞれ凹部４５１及び凸部４５２からなる凹凸を設けて両部品を嵌合するようにしたので、弁体に設けた流体流通口とパッキンに設けた流体流通口との干渉を確実に防止することができる。

実施の形態４．
この発明における実施の形態４を図８について説明する。図８は、この発明における実施の形態４による弁体とパッキンの構成を示すものであり、図８（ａ）は弁体とパッキンの側面図、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と直角方向の垂直断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）に示す弁体とパッキンにおける紙面と平行方向の垂直断面図、図８（ｄ）は図８（ａ）に示す弁体とパッキンの水平断面図である。

弁体５４０の表面は円柱形状部５３０ａと球形状部５３０ｂの複合形状により構成されている。パッキン５４０は、前記弁体５３０の円柱形状部５３０ａが前記パッキン５４０の内周面５４０ａと同一となり、前記弁体５３０の前記球形状部５３０ｂが前記パッキン５４０の外周面５４０ｂと同一となるように形成されている。
前記弁体５３０の前記円柱形状部５３０ａと前記球形状部５３０ｂを繋ぐ前記弁体４３０の平坦部５３０ｃに凸部５５２を設け、前記パッキン５４０の前記内周面５４０ａと前記外周面５４０ｂを繋ぐ前記パッキン５４０の平坦部５４０ｃに凹部５５１を設ける。前記弁体５３０の２つの流出入路５３１及び５３２と、前記パッキン５４０の４つの流出入口５４１、５４２、５４３、５４４の流路が干渉しない状態を固定するように前記凹部５５１と前記凸部５５２を嵌合する構造とする。凹部５５１と凸部５５２の組み合わせは複数存在しても良いものとする。

以上の構成により、前記弁体５３０が、前記弁体５３０の天頂部に設けられた前記嵌合溝部５３４に嵌合される前記弁軸１２５を介して伝達される前記モーター１２０の回転駆動力により回転摺動する際に、前記弁体５３０と前記パッキン５４０の回転角度を同一に維持することが可能となる。そのため、前記弁体５３０の前記２つの流出入口４３１及び５３２と、前記パッキン５４０の前記４つの流出入口５４１、５４２、５４３、５４４の流路が干渉する事態を回避でき、流路の干渉に起因する給湯機システムを流れる湯水の流量低下を防止することが出来る。

この発明における実施の形態４では、次の構成および作用効果を有する。
（構成）
実施の形態１または実施の形態２における構成において、前記弁体に設けた複数の流出入路の内の一つの流出入路と、前記パッキンに設けた複数の流出入口の内の一つの流出入口が干渉していない状態で、前記弁体と前記パッキンの両部品の境界面にそれぞれ凹部及び凸部を設けて両部品を嵌合するようにしたことを特徴とする給水給湯機用ボールバルブ。
（効果）
この構成により、モーターの駆動力により弁体を回転してシステム流路を切り替える際に弁体が空回りすることにより、弁体に設けた流出入路とパッキンに設けた流出入口が干渉し、流路の一部乃至全部が封鎖されることでシステム流量が低減することを防止する。

この発明における実施の形態４によれば、実施の形態１または実施の形態２における構成において、前記弁体５３０に設けた流出入口５３１、５３２からなる複数の前記流体流通口の内の一つの流体流通口（例えば、流出入口５３１）と、前記パッキン５４０に設けた流出入口５４１〜５４４からなる複数の流体流通口の内の一つの流体流通口（例えば、流出入口５４１）が干渉していないように固定するため、前記弁体５３０の球形状部５３０ｂからなる端部構成体における弁体５３０の円柱形状部５３０ａからなる円柱構成体の端面から外径方向へ延在する部分に形成された平坦部５３０ｃとパッキン５４０の端面部分に設けられた平坦部５４０ｃとが接合する前記弁体４３０と前記パッキン４４０の両部品の境界面にそれぞれ凹部５５１及び凸部５５２からなる凹凸を設けて両部品を嵌合するようにしたので、弁体に設けた流体流通口とパッキンに設けた流体流通口との干渉を確実に防止することができる。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態の一部または全部を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

２００ ボールバルブ、 ２０１、２０２、２０３、２０４ 流出入口、 ２１２ 弁ケース、 ２１２ａ 軸受筒部、 ２１５ 弁室、 ２１８ 弁軸嵌挿部、 ２２０ モーター、 ２２５ 弁軸、 ２２５ａ 角形嵌合部、 ２２５ｂ 大径部、 ２２５ｃ Oリング装着部、 ２２５ｄ 入力連結部、 ２２７ Oリング、 ２３０ 弁体、 ２３０ａ 円柱形状部（円柱構成体）、 ２３０ｂ 球形状部（端部構成体）、 ２３１、２３２ 流出入路、 ２３３ 空気穴、 ２３４ 嵌合溝部、 ２４０ パッキン、 ２４０ａ 内周面、 ２４０ｂ 外周面、 ２４１、２４２、２４３、２４４ 流出入口、 ２６１、２６２、２６３ 弁カバー、 ２７１、２７２、２７３ Oリング。

Claims (4)

1. 円柱構成体と端部構成体との複合体で構成され前記円柱構成体の軸線を中心として回動自在に弁室に収納される弁体と、前記弁体を駆動制御するモーターとを備え、前記円柱構成体の周面には前記円柱構成体の内部において互いに連通する複数の流体流通口が開口し前記モーターの駆動制御による前記円柱構成体の回動により前記流体流通口に対応する流路を切り換える切換動作を行うものにおいて、前記弁体における前記端部構成体は、前記円柱構成体の端面と前記弁室の内面との間で前記円柱構成体と一体に設けられ、その外周面に球面の一部に相当する曲面部を形成するとともに、前記弁体の前記円柱構成体の周面には、前記円柱構成体の周面に接合する内周面を有し外周面を前記端部構成体の外周面に連続して形成されるパッキンを設けたものであって、前記パッキンは前記弁体を構成する第一の材料に比べて弾性率が小さい第二の材料が用いられていることを特徴とする給水給湯機用ボールバルブ。
2. 前記端部構成体を前記円柱構成体の両端にそれぞれ設けたことを特徴とする請求項１に記載の給水給湯機用ボールバルブ。
3. 前記弁体に設けた複数の前記流体流通口の内の一つの流体流通口と、前記パッキンに設けた複数の流体流通口の内の一つの流体流通口が干渉していない状態で、前記弁体と前記パッキンの両部品の境界面に凹部及び凸部を設けて両部品を嵌合するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の給水給湯機用ボールバルブ。
4. 前記パッキンの外周面上に、前記パッキンの外周面と前記パッキンの内周面を貫く流体流通口を等間隔に設けたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の給水給湯機用ボールバルブ。

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