JP2016138626A - 切替弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁体に流入する流体の圧力による弁体の変位を抑制できる切替弁を得る。
【解決手段】弁室１ａを有しこの弁室１ａから外部に通じる複数の開口穴が形成された弁ケース１と、開口穴に選択的に繋がる流路２ａを有し弁室１ａに収容されるボール状の弁体２と、開口穴に通じる流出入口１０ａ、１１ａを有し弁ケース１に取り付けられる複数の弁カバー１０、１１と、弁体２を回転駆動させる駆動源３と、弁軸４と、弁体２と弁カバー１０、１１の間に配置されて弁体２が回転駆動する際に弁体２に摺接すると共に複数の開口穴の相互間を非連通にする滑り材５と、滑り材５を弁体２に押し付ける弾性部材６とを備え、弁体２の回転軸上の弁軸４との連結側とは反対側において、弁体２の下面と弁室１ａの底面とが対向する対向面の一方に凹部２ｂを形成し、他方に凹部に摺動自在に嵌合する凸部１ｂを設けた。
【選択図】図２

Description

この発明は、例えば、電気温水器や、ガス，石油等を熱源に利用した給水給湯装置等において、その内部を流れる湯水の流路を切り替える場合に使用される切替弁に関するものである。

従来の、給水給湯装置等において使用される切替弁としては、例えば、図９に示すような切替弁が開示されている。図９において、切替弁は、流体が流出入する流出入口５１，５２が形成されたケーシング５３と、各流出入口に個別に連通する複数の開口が形成されたボール収容室５３ａに収容され、内部には流路切替用の弁孔５４ａが形成されたボール５４と、その外周面に接触するようにして各開口の開口縁部に組み込まれ、各開口同士の間を非連通にするシートリング５５とを備えている。
また、ケーシング５３の上側中央部には、支持筒５３ｂが上方に突出して形成されており、支持筒５３ｂにはモータ５６が装着され、支持筒５３ｂの中心部には回転軸５７が貫通して設けられてモータ５６とボール５４とを連結している。
なお、ケーシング５３の開口およびそれに連通する流出入口は、図の紙面に垂直方向の前後にも形成されており、４方に開口している。

モータ５６により回転軸５７を介してボール５４の回転位置を制御することにより、弁孔５４ａが連通する４つの開口を択一することで流路が切り替えられる。
ボール収容室５３ａ内のボール５４がモータ５６の駆動力で回転する際に、ボール５４はシートリング５５に摺接するように構成されている。また、シートリング５５は、背面に配されたＯリング５８を圧縮するように構成されおり、このＯリング５８の圧縮反力によりボール５４の側面にリング状に且つ面当たり状態で密着されることで、ボール収容室５３ａから連通していない開口への流体の漏洩を防止している。

特開２０１３−４４３５４号公報（第４−５頁、図３）

特許文献１に示すような切替弁では、シートリング５５は、適宜の押圧力でボール５４を押圧しているので、ケーシング５３に組み込む際に、Ｏリング５８を押圧した状態にしなければならない。
Ｏリング５８の圧縮率が大きいほど、シートリング５５がボール５４に押し付けられる力が大きくなるため、連通していない開口への流体の漏洩を防止する効果が大きくなる一方で、ボール５４とシートリング５５の接触部に作用する摩擦力が大きくなり、ボール５４を回転させる操作トルクが大きく、ボール５４をモータ５６の出力トルクで回転できなくなる恐れがある。このため、Ｏリング５８の圧縮率は、ボール収容室５３ａから連通していない開口への湯水の漏洩防止と、ボール５４を回転させる時に必要となる操作トルクの両観点から適切に管理する必要がある。

しかしながら、ボール５４は、ボール５４に流入した流体圧力により変位して、ボール５４の回転中心軸とモータ５６の出力トルクを伝達する回転軸５７の中心軸が偏心すると、ボール５４を回転させる操作トルクにばらつきが生じることになり、モータ５６のトルク管理に不具合が生じるおそれがある。
また、ボール５４が変位することにより、開口部に装着されるＯリング５８の圧縮率に差異が生じるため、ボール５４とシートリング５５の接触部に作用する摩擦力もまた差異が生じる。ボール５４とシートリング５５の接触部に作用する摩擦力の大小により、シートリング５５の摩耗量に差異が生じる。このため、ボール５４に流体の圧力が負荷しない状態においても、ボール５４の中心軸と回転軸５７の中心軸が偏心し、ボール５４を回転させる操作トルクにばらつきが生じるおそれが増大する。さらに、シートリング５５の摩耗量に異方性が生じると、ボール収容室５３ａから連通していない開口への流体の漏洩防止効果が低下し、例えば、給水給湯装置に使用する場合では、異なる温度の湯水が混合することで熱効率の低下を招く恐れがある。

この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、弁体に流入する流体の圧力による弁体の変位を抑制できる切替弁を提供することを目的とする。

この発明に係る切替弁は、内部に弁室を有しこの弁室から外部に通じる複数の開口穴が形成された弁ケースと、開口穴に選択的に繋がる流路を有し弁室に収容されるボール状の弁体と、開口穴に通じる流出入口を有し弁ケースに取り付けられる複数の弁カバーと、弁体を回転駆動させる駆動源と、駆動源の出力トルクを弁体に伝達する弁軸と、弁体と弁カバーの間に配置されて弁体が回転駆動する際に弁体に摺接すると共に複数の開口穴の相互間を非連通にする滑り材と、滑り材を弁体に押し付ける弾性部材と、を備えた切替弁であって、弁体の回転軸上の弁軸との連結側とは反対側において、弁体の下面と弁室の底面とが対向する対向面のいずれか一方に凹部が形成され、他方に凹部に摺動自在に嵌合する凸部が形成されているものである。

この発明の切替弁によれば、弁ケース内の弁室に弁体が収容され、駆動源により弁軸を介して弁体が回転駆動されて流路が切り替えられる切替弁であって、弁体の回転軸上の弁軸との連結側とは反対側において、弁体の下面と弁室の底面とが対向する対向面のいずれか一方に凹部が形成され、他方に凹部に摺動自在に嵌合する凸部が形成されているので、凹部と凸部とが嵌合することで弁体が拘束されるため、弁体の流路に流入した流体の圧力により誘起される弁体の変位を抑制でき、弁体の回転軸と弁軸の中心軸がずれることにより生じる操作トルクのばらつきを回避することができる。
その結果、流路を切り替えた際にも各弾性部材の圧縮率をほぼ同一に保てるので、弾性材が接触する各滑り材を弁体に押し付ける力もほぼ同一となり、複数の滑り材の摩耗状態や摩耗量の偏りがなくなり、滑り材と弁体の隙間における流体の漏洩を防止する性能を長期間安定して確保できる。

この発明の実施の形態１による切替弁を示す斜視図である。 図１の切替弁のＡ−Ａ面における断面図である。 図１の切替弁のＢ−Ｂ面における断面図である。 図１の切替弁のＣ−Ｃ面における断面図である。 この発明の実施の形態１による切替弁の弁体の断面図である。 この発明の実施の形態２による切替弁の断面図である。 この発明の実施の形態３による切替弁の断面図である。 この発明の実施の形態４による切替弁の断面図である。 従来の切替弁を示す断面図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１による切替弁を示す斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａ面における断面図を示し、同様に、図３は、Ｂ−Ｂ面、図４はＣ−Ｃ面における断面図である。また、図５は、図２〜図４の中の弁体２の拡大断面図であり、（ａ）は図２と同方向に見た断面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図である。

図１から図４に示すように、切替弁は、主要な構成物として、弁ケース１，弁体２，モータ等からなる駆動源３，弁軸４，滑り材５，弾性部材６，シール材７〜９，側面弁カバー１０〜１３，上面弁カバー１４，および駆動源取付板１５から構成されている。
なお、本実施の形態では、図４の平面断面図に示すように、平面から見て互いに９０度向きを変えて４方に側面弁カバー１０，側面弁カバー１１，側面弁カバー１２，側面弁カバー１３が取り付けられた４方切替弁として示しているが、「４方」に限定するものではない。
また、以下の説明では、駆動源３が取り付けられる側の面を上面、反対面を下面または底面と呼ぶことにする。次に、各部の詳細について説明する。

弁ケース１は、外形が直方体状であり、その中心部に弁体２を収容する弁室１ａが形成されており、四周の側面には、弁室１ａと連通し外部に開口する側面開口穴が形成され、上面にも、弁室１ａと連通し上面に開口する上面開口穴が形成されている。
また、弁室１ａの内部底面には、円柱状の凸部１ｂが形成されており、この弁ケース１側の凸部１ｂは、後述する弁体２に設けた弁体２側の凹部２ｂと摺動自在に嵌合するようになっている。

弁体２は、ボール状をしており、側面が球面の一部からなり、上下面は平坦面に形成されて弁室１ａの底面及び天井面と適切なクリアランスをもって平行に対向している。
弁体２の内部には、流路２ａが形成されている。この流路２ａは、図４の平面断面図に示すように、９０度方向を変えて弁体２の２方の側面にＬ字状に開口し、中心部で繋がって一つの流路となっている。
また、図５に示すように、下面側には凹部２ｂが形成されている。この凹部２ｂは、弁ケース１の弁室１ａの底面に設けた凸部１ｂに嵌合する。そして、上面側には弁軸４の下部先端側と嵌合する弁軸嵌合溝２ｃが設けられている。
また、流路２ａに貫通しない有底のダミー穴２ｄを側面に設けておいても良い。ダミー穴２ｄの作用は後述する。

さらに、弁体２には、流路２ａから弁体２の外面へ貫通する空気孔２ｅが設けられている。切替弁に流体を初めて流した場合、流路２ａの内部で負圧が発生することがあり、負圧発生により弁体２の軸心がずれて一方に強く押し付けられ、弁体２を回転するために必要なトルクが増大し、駆動源３の出力トルクで弁体２を回転できない事態が起こり得るので、空気孔２ｅは、この負圧発生を回避するために設けるものである。
なお、弁体２を構成する材料としては、ＰＰＳ，ＰＥＥＫ，ＰＰＳＵ，ＬＣＰ等の高強度材料が好ましい。

上記の凸部１ｂと凹部２ｂの嵌合時における隙間量は、１ｍｍ以下であることが好ましい。また、凸部１ｂおよび凹部２ｂの表面粗度はＲａ２５μｍ以下であることが好ましい。隙間量が大きい場合、弁体２の変位を抑制できず操作トルクおよび後述の滑り材の摩耗状態にばらつきが生じ得る。また、表面粗度が大きい場合、弁体２を回転する際に凸部１ｂと凹部２ｂの摺動部において発生する摩擦力が増加し、凸部１ｂまたは凹部２ｂの摩耗が促進するため、嵌合部の隙間量が次第に大きくなり、弁体２の変位を抑制できず操作トルクおよび滑り材５の摩耗状態にばらつきが生じてくる。
そこで、隙間量を１ｍｍ以下とし、表面粗度はＲａ２５μｍ以下とすることで、長期間の使用でも、凸部１ｂと凹部２ｂの摩耗の促進を抑制でき、弁体２が変位するのを抑制効
果が大きいことを検証した。

次に、側面弁カバーの詳細について説明する。図４に示すように、側面弁カバー１０の中心部には断面円形の弁カバー流出入口１０ａを有し、同様に、側面弁カバー１１には弁カバー流出入口１１ａ、側面弁カバー１２には弁カバー流出入口１２ａ、側面弁カバー１３には弁カバー流出入口１３ａを有している。各弁カバー流出入口は弁ケース１の側面開口穴と連通する。この側面弁カバー１０〜１３は、請求項に記載の「弁カバー」に相当するものである。各側面弁カバーは基本的に同形状なので、以下では、代表して側面弁カバー１０で説明する。

側面弁カバー１０の弁ケース１との対向側は、Ｏリング等からなるシール材７を介して弁ケース１の側面開口穴部に固定されて、弁室１ａ側から切替弁の外部に流体が漏洩するのを防止している。
さらに、側面弁カバー１０の弁室１ａ側には、弾性部材６を挿入するための円環状の溝が形成されており、この溝に弾性部材６が挿入されるようになっている。弾性部材６は、側面弁カバー１０を弁ケース１に取り付けた状態で、シール機能を有すると共に、滑り材５に対して押圧力を与えるためのものである。

次に、上面弁カバー１４を説明する。上面弁カバー１４は、シール材８を介して弁ケース１の上面開口穴を塞ぐように取り付けられて、弁室１ａ側から切替弁の外部に流体が漏洩するのを防止している。また中心部には、弁軸４が嵌合される弁軸嵌合穴が形成されている。
上面弁カバー１４の上部には、平板状の駆動源取付板１５が取り付けられ、この駆動源取付板１５にモータ等からなる駆動源３が固定されている。
上面弁カバー１４が弁ケース１に取り付けられた状態では、上面弁カバー１４の下面が弁室１ａの天井面となる。

駆動源３の駆動力を弁体２に伝達する弁軸４は、上面弁カバー１４の中央部に形成した弁軸嵌合穴に嵌合する。弁軸４の嵌合部には周方向の溝が形成され、この溝にシール材９が装填されて、弁室１ａ側から切替弁の外部に流体が漏洩するのを防止している。
弁軸４の上端部は、駆動源３に連結されて固定されている。一方、弁軸４の下端部は、弁体２に形成された弁軸嵌合溝２ｃ（図５参照）の溝幅に嵌合する２面幅を有する弁体嵌合部４ａとなっており、両者が嵌合されて連結されることで、駆動源３の駆動力が弁軸４を介して弁体２に伝達されるようになっている。

なお、側面弁カバー１０〜１３および上面弁カバー１４の弁ケース１への固定、および駆動源取付板１５や駆動源３の取付方法は、図では、ねじにより締結したものを例示しているが、超音波による融着等でもよい。
また、各シール部材の挿入部には、組立性を向上するためにグリス等の潤滑剤を使用しても良い。
駆動源３の駆動軸，弁軸４，弁体２の凹部２ｂ，弁ケース１の凸部１ｂの各軸心は、弁体２の回転軸上に一直線になるように配置されており、駆動源３により弁軸４が正逆両方向に回転することで、駆動力が弁体２に伝達される。

次に、滑り材５の形状について説明する。
滑り材５は、円環状をしており、弁ケース１の側面に取り付けられた各側面弁カバー１０〜１３と弁体２との間に挿入されている。滑り材５の弁体２との対向側は、球面状をした弁体２の外面の曲面に面接触するような曲面に形成されている。一方の側面弁カバー１０〜１３との対向側は、平面に形成され、側面弁カバー１０〜１３の溝に挿入した弾性部材６に接触する。また、中心部は、各弁カバー流出入口に対応して円形に大きく開口して
いる。この滑り材５は、弁体２が回転駆動する際に弁体２に摺接すると共に弁ケース１の側面に設けた複数の側面開口穴の相互間を非連通にする役目をする。
滑り材５の構成材料としては、弁体２との摩擦係数が小さい材料が好ましい。具体的には、ＰＴＦＥやＰＯＭ等の高摺動性材料を用いるのが良い。また、グリス等の潤滑剤を使用して摺動性を向上させるようにしても良い。

次に、切替弁の動作について説明する。
駆動源３の出力トルクにより弁軸４を回転させることにより、弁軸４の回転に伴って弁体２が回転し、弁体２に形成された流路２ａも回転する。この操作により、弁体２に設けられた流路２ａと、側面弁カバー１０〜１３に設けられた弁カバー流出入口１０ａ〜１３ａの組合せを任意に変更して、側面弁カバー１０〜１３に繋がれた流体経路が切り替えられる。

次に、本願発明の特徴部である弁ケース１の凸部１ｂと弁体２の凹部２ｂの作用について説明する。
弾性部材６は、滑り材５に接触させて配置し、その圧縮反力により滑り材５を弁体２に押し付けている。滑り材５は、適宜の押し付け力で弁体２を押圧していなければならないので、弾性部材６は圧縮された状態で配置されている。
弾性部材６の圧縮率が大きい場合、滑り材５を弁体２に押し付ける力が大きくなるため、弁ケース１から切替弁の外部に流体が漏洩することを防止する効果が大きくなる。その一方で、弁体２と滑り材５の接触部に作用する摩擦力が大きくなるので、流路切替時に弁体２を回転させるために必要な操作トルクが大きくなる。極端に操作トルクが大きくなると、駆動源３の出力トルクで弁体２を回転できなくなる恐れがある。
このため、滑り材５の圧縮率は、弁室１ａから切替弁の外部への流体漏洩防止効果と、流路切替に伴い弁体２を回転させる時に必要となる操作トルクの両観点から適切に管理する必要がある。

本実施の形態のような構成を採用したことで、凹部２ｂと凸部１ｂにより弁室１ａにおける弁体２の位置が拘束されるため、弁体２の流路２ａに流入した流体の圧力により誘起される弁体２の変位を抑制でき、弁体２の回転中心軸と弁軸４の中心軸がずれることにより生じる操作トルクのばらつきを回避することができる。これにより、流体の流通経路に依らず弾性部材６の圧縮率は等方的、すなわち配置部位に関係なくほぼ均等となる。したがって、滑り材５を弁体２に押し付ける力および滑り材５の摩耗状態、摩耗量も等方的となり、滑り材５と弁体２の隙間における流体の漏洩を防止する性能を安定して長期間確保できる。
また、弁体２にダミー穴２ｄ（図５参照）を設けたことにより、弁体２が回転する際に弁体２と滑り材５の接触面積を低減することができるため、弁体２を回転する際に必要な操作トルクを低減し、滑り材５の摩耗量を低減することができる。

これまでの説明では、弁ケース１側に凸部１ｂを設け、弁体２側に凹部２ｂを設けるものとしたが、この関係を逆にして、弁ケース１側に凹部を設け、弁体２側に凸部を設けて両者を嵌合する構造としても良い。その場合でも上記と同様の効果が期待できる。
また、側面弁カバー１０〜１３の形状は、図のような直管状に限定するものではなく、例えば９０度折り曲げた形状でも良く、さらにこれらを組み合わせても良い。

なお、凹部，流路，ダミー穴，弁カバー流出入口，空気孔等の形成方法は、弁体または側面弁カバーを射出成形にて成形する際に同時に形成しても良いし、射出成形後に機械加工で形成しても良い。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深さ方向に抜き勾配を設けたり、直径を段階的に変化させたりしても良い。このような形成方法は、以下の実施の形態の各部品にも同様に適用できる。

以上のように、実施の形態１の切替弁によれば、内部に弁室を有しこの弁室から外部に通じる複数の開口穴が形成された弁ケースと、開口穴に選択的に繋がる流路を有し弁室に収容されるボール状の弁体と、開口穴に通じる流出入口を有し弁ケースに取り付けられる複数の弁カバーと、弁体を回転駆動させる駆動源と、駆動源の出力トルクを弁体に伝達する弁軸と、弁体と弁カバーの間に配置されて弁体が回転駆動する際に弁体に摺接すると共に複数の開口穴の相互間を非連通にする滑り材と、滑り材を弁体に押し付ける弾性部材と、を備えた切替弁であって、弁体の回転軸上の弁軸との連結側とは反対側において、弁体の下面と弁室の底面とが対向する対向面のいずれか一方に凹部が形成され、他方に凹部に摺動自在に嵌合する凸部が形成されているので、凹部と凸部とが嵌合することで弁体が拘束されるため、弁体の流路に流入した流体の圧力により誘起される弁体の変位を抑制でき、弁体の回転軸と弁軸の中心軸がずれることにより生じる操作トルクのばらつきを回避することができる。
その結果、流路を切り替えた際にも各弾性部材の圧縮率をほぼ同一に保てるので、弾性材が接触する各滑り材を弁体に押し付ける力もほぼ同一となり、複数の滑り材の摩耗状態や摩耗量の偏りが無くなり、滑り材と弁体の隙間における流体の漏洩を防止する性能を長期間安定して確保できる。

また、弁体が回転駆動する際に滑り材と摺動する弁体の外周面に、有底のダミー穴が設けられているので、弁体が回転する際に弁体と滑り材の接触面積を低減することができるため、弁体を回転する際に必要な操作トルクを低減し、滑り材の摩耗量を低減することができる。なお、この点は、以下の各実施の形態でも同様である。

実施の形態２．
図６は、実施の形態２による切替弁を示す断面図である。実施の形態１の図２に対応する部分なので、図２と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違部分を中心に説明する。
本実施の形態の切替弁は、図６に示すように、弁ケース２１の弁室２１ａの底部に設ける凸部を、弁ケース２１を構成する部材によって形成するのではなく、別部材によって形成して組み合わせるものである。

すなわち、弁ケース２１の底面の中心軸上に、内部の弁室２１ａから外部へ貫通する弁体位置決め軸穴を設け、ここに別部材からなる弁体位置決め軸２２を嵌合させている。弁体位置決め軸２２の先端を弁室２１ａ内に突出させて凸部２２ｂとするものである。この凸部２２ｂは実施の形態１の弁ケース１の弁室底面に設けた凸部１ｂと同じ役目をするものであり、弁体２に設けられた凹部２ｂ（図５参照）に嵌合される。
弁体位置決め軸２２の側面には、シール材２３を嵌合させるシール溝が形成されており、シール材２３により、弁室２１ａから外部に流体が漏洩することを防止している。

弁体位置決め軸２２の構成材料は、弁体２の構成材料とは異なっていることが望ましく、例えば、ＰＴＦＥやＰＯＭ等の高摺動性材料で、且つ弁体２よりも摩耗しやすい材料であることが好ましい。
この構成により、弁体２を回転する際に凹部２ｂと弁体位置決め軸２２の凸部２２ｂとの摺動抵抗が低減し、弁体位置決め軸２２の摩耗を抑制することができる。このため、弁体２の変位抑制効果を長期間に亘り確保できるので、安定した操作トルク管理が可能である。

弁体位置決め軸２２を弁ケース２１に固定する方法は特に限定しないが、弁体位置決め軸２２を取り外し可能なねじ止め等の構造を採用し、外部から着脱可能にすることで、弁体位置決め軸２２を容易に交換できる。これにより、弁体２よりも摩耗しやすい弁体位置決め軸２２が経年的に摩耗して、弁体２の変位抑制効果が低減した場合に、弁体位置決め軸２２を交換することで弁体２の変位抑制効果を長期化することが可能となる。その結果、滑り材５の摩耗状態、摩耗量も等方的となり、滑り材５と弁体２の隙間における流体の漏洩を防止する性能を安定して長期間確保できる。
なお、図６では、弁体位置決め軸２２の先端側を突出させて凸部２２ｂとし、弁体２側に凹部２ｂを設けているが、凹凸を逆にして、弁体位置決め軸２２の先端側に凹部を形成し、弁体２の下面に凸部を形成して両者を嵌合させても良い。

以上のように、実施の形態２の切替弁によれば、弁室の底面に形成される凸部または凹部は、弁ケースとは別部材で構成され、弁ケースに着脱可能に取り付けられているので、弁ケース側の凸部または凹部が経年的に摩耗した場合に、弁体位置決め軸を交換することで弁ケース側の凸部または凹部を再生できるので、弁体の変位抑制効果を長期に亘って維持することが可能となる。

また、別部材で構成する弁体位置決め軸の材料は、弁体の材料よりも摩耗しやすい材料で構成したので、上記の効果に加えて、弁体を回転する際に凹部と凸部との摺動抵抗を低減でき、弁体の変位抑制効果をより長期間に亘り確保できる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３による切替弁を示す断面図である。実施の形態１の図２に対応する部分なので、図２と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違部分を中心に説明する。
図７に示すように、本実施の形態の切替弁の弁ケース３１は、その弁室３１ａの底面に、一段高い凸形状の段部３１ｃを形成し、さらにその中心部に、弁体２の凹部２ｂに嵌合する凸部３１ｂを形成している。なお、図では、二段式の凸形状を有するものとしたが、凸形状の段数は特に制限を設けない。
段部３１ｃは、弁体２の下面に接触するような寸法に形成している。弁体２は、実施の形態１の弁体２と同等である。

この構成により、弁体２が安定し、弁体２の流路２ａの水平方向の傾きを低減することができるため、弁体２と接触する滑り材５の接触面の周方向における摩耗量の偏りが低減でき、滑り材５と弁体２の隙間からの流体の漏洩防止性能を、長期間に亘って安定して確保できる。
また、弁体２が傾いた状態で回転した際に起こり得る、中心部の凸部３１ｂの局所的な摩耗や、凸部３１ｂが凹部２ｂに噛み込むことによる弁体のトルク増大を回避することができる。
なお、弁体２の凹部２ｂと弁ケース３１の凸部３１ｂの凹凸関係を逆にしても良い。

以上のように、実施の形態３の切替弁によれば、弁室の底面に形成された凸部または凹部の外周側に、弁室の底面を突起させた段差部を設け、段差部が弁体の下面に接触するように構成したので、弁体の水平方向の傾きを低減することができるため、弁体と接触する滑り材の接触面の周方向における摩耗量の偏りが低減でき、滑り材と弁体の隙間からの流体の漏洩防止性能を、長期間に亘って安定して確保できる。

実施の形態４．
図８は、実施の形態４による切替弁を示す断面図である。実施の形態１の図２に対応する部分なので、図２と同等部分は同一符号で示して説明は省略し、相違部分を中心に説明する。
本実施の形態の弁ケース４１は、その弁室４１ａの底面中心部に凸部４１ｂが設けられており、ここまでは、実施の形態１と同様である。本実施の形態では、さらに、図８に示すように、凸部４１ｂと同じ中心をもつ、すなわち凸部４１ｂに対して同心円状に配置された環状凸部４１ｃが設けられている。

一方の弁体４２の側は、回転軸上の下面に、図５の凹部２ｂと同等の凹部４２ｂが形成されており、さらにその凹部４２ｂに対して同心円状に、弁ケース４１の環状凸部４１ｃに摺動自在に嵌合する環状凹部４２ｃが形成されている。
凸部４１ｂと環状凸部４１ｃの高さは異なっていてもよく、要は、相手方の凹部４２ｂおよび環状凹部４２ｃと摺動自在に嵌合できればよい。また、凹凸の関係は、弁ケース４１側と弁体４２側で、図とは逆であっても良い。

この構成により、凹凸の嵌合の組合せが増えるため、弁体４２の流路に流入した流体の圧力に起因する弁体４２の変位を、より効果的に抑制できる。その結果、流路切替の際に弁体４２と摺動接触する滑り材５の摩耗状態，摩耗量もより等方的となり、滑り材５と弁体４２の隙間における流体の漏洩を防止する性能を安定して長期間確保できる。

以上のように、実施の形態４の切替弁によれば、弁室の底面に形成された凸部または凹部の外周側において、弁体の下面と弁室の底面との対向面のいずれか一方に環状凸部を設け、他方に環状凸部に摺動自在に嵌合する環状凹部を設けたので、凹凸の嵌合の組合せが増えるため、弁体の流路に流入した流体の圧力に起因する弁体の変位を、より効果的に抑制できる。

なお、本願発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変更、省略したりすることができる。

１ 弁ケース、１ａ 弁室、１ｂ 凸部、２ 弁体、２ａ 流路、２ｂ 凹部、
２ｃ 弁軸嵌合溝、２ｄ ダミー穴、２ｅ 空気孔、３ 駆動源、４ 弁軸、
４ａ 弁体嵌合部、５ 滑り材、６ 弾性部材、７，８，９ シール材、
１０，１１，１２，１３ 側面弁カバー、
１０ａ，１１ａ，１２ａ，１３ａ 弁カバー流出入口、１４ 上面弁カバー、
１５ 駆動源取付板、２１ 弁ケース、２１ａ 弁室、２２ 弁体位置決め軸、
２２ｂ 凸部、２３ シール材、３１ 弁ケース、３１ａ弁室、３１ｂ 凸部、
３１ｃ 段部、４１ 弁ケース、４１ａ 弁室、４１ｂ 凸部、４１ｃ 環状凸部、
４２ 弁体、４２ｂ 凹部、４２ｃ 環状凹部

Claims (6)

1. 内部に弁室を有しこの弁室から外部に通じる複数の開口穴が形成された弁ケースと、前記開口穴に選択的に繋がる流路を有し前記弁室に収容されるボール状の弁体と、前記開口穴に通じる流出入口を有し前記弁ケースに取り付けられる複数の弁カバーと、前記弁体を回転駆動させる駆動源と、前記駆動源の出力トルクを前記弁体に伝達する弁軸と、前記弁体と前記弁カバーの間に配置されて前記弁体が回転駆動する際に前記弁体に摺接すると共に複数の前記開口穴の相互間を非連通にする滑り材と、前記滑り材を前記弁体に押し付ける弾性部材と、を備えた切替弁であって、
   前記弁体の回転軸上の前記弁軸との連結側とは反対側において、前記弁体の下面と前記弁室の底面とが対向する対向面のいずれか一方に凹部が形成され、他方に前記凹部に摺動自在に嵌合する凸部が形成されていることを特徴とする切替弁。
2. 請求項１に記載の切替弁において、
   前記弁室の前記底面に形成される前記凸部または前記凹部は、前記弁ケースとは別部材で構成され、前記弁ケースに着脱可能に取り付けられていることを特徴とする切替弁。
3. 請求項２に記載の切替弁において、
   前記別部材の材料は、前記弁体の材料よりも摩耗しやすい材料で構成されていることを特徴とする切替弁。
4. 請求項１に記載の切替弁において、
   前記弁室の前記底面に形成される前記凸部または前記凹部の外周側に、前記弁室の前記底面を突起させた段差部を設け、前記段差部が前記弁体の前記下面に接触するように構成されていることを特徴とする切替弁。
5. 請求項１に記載の切替弁において、
   前記弁室の前記底面に形成された前記凸部または前記凹部の外周側において、前記弁体の前記下面と前記弁室の前記底面との前記対向面のいずれか一方に環状凸部を設け、他方に前記環状凸部に摺動自在に嵌合する環状凹部を設けたことを特徴とする切替弁。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の切替弁において、
   前記弁体が回転駆動する際に前記滑り材と摺動する前記弁体の外周面に、有底のダミー穴が設けられていることを特徴とする切替弁。