JP2017172773A - Flow passage selector valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁体を弁室内で回転させることにより流路切換を行うロータリー式の流路切換弁に係り、特に、弁室を二室に仕切る板状の弁体を備えた流路切換弁に関する。 The present invention relates to a rotary flow path switching valve that performs flow path switching by rotating a valve body in a valve chamber, and in particular, a flow path switching valve provided with a plate-shaped valve body that partitions a valve chamber into two chambers. About.
この種の流路切換弁は従来よりよく知られており、例えば特許文献1には、弁本体の胴部(弁室)に4個の継手からなるポート(第1〜第4ポート)が平面視十字状に設けられるとともに、弁室における各ポートの開口部分及び弁軸嵌挿穴の開口部分を除く内面全体を覆うようにゴム等で作製された弾力性を有するシール部材が内装され、弁室内に該弁室を二室に仕切るように円板状(バタフライ型)の弁体が配在され、この弁体を弁軸を介して外部の回転駆動源(ステッピングモータ等)で所定角度回転させて第1回転位置と第2回転位置とを選択的にとらせることにより、流路切換を行うようにされた四方切換弁が開示されている。
This type of flow path switching valve has been well known. For example, in
かかる四方切換弁では、流路切換時には、弁体の外周端縁部の相当部分がシール部材に若干食い込むように押し付けられた状態で回転せしめられ、例えば、前記弁体が第1回転位置をとるとき、第1ポートと第2ポートとが連通するとともに、第3ポートと第4ポートとが連通し、前記弁体が第2回転位置をとるとき、第1ポートと第3ポートとが連通するとともに、第2ポートと第4ポートとが連通するようにされる。 In such a four-way switching valve, when the flow path is switched, the valve body is rotated in a state in which a corresponding portion of the outer peripheral edge of the valve body is pressed so as to slightly bite into the seal member. For example, the valve body takes the first rotation position. The first port communicates with the second port, the third port communicates with the fourth port, and the first port communicates with the third port when the valve body assumes the second rotational position. At the same time, the second port and the fourth port communicate with each other.
前記した如くの従来の流路切換弁においては、次のような解決すべき課題がある。 The conventional flow path switching valve as described above has the following problems to be solved.
すなわち、特許文献1に所載の流路切換弁では、4個のポート(第1〜第4ポート)が平面視十字状(回転軸線に直交する同一平面上)に設けられるので、配管の取り回しが厄介であるとともに、流路切換弁全体の体格や占有スペースが大きくなる嫌いがあり、設置場所が制限される上、流路切換弁の製造コスト、設置コスト等が高くなるという問題がある。
That is, in the flow path switching valve described in
また、流路切換時には、弁体の外周端縁部の相当部分がシール部材に若干食い込むように押し付けられた状態で回転せしめられるので、シール部材と弁体との間の摺動摩擦が大きくなり、弁体を回転させるためには大きなトルクが必要となり、回転駆動源として比較的出力トルクの大きなものを使用する必要があるとともに、シール部材や弁体が摩耗しやすくなり、シール性、耐久性、流路切換の確実性等に問題を生じるおそれがある。 Further, at the time of switching the flow path, since the corresponding portion of the outer peripheral edge of the valve body is rotated so as to slightly bite into the seal member, the sliding friction between the seal member and the valve body increases, A large torque is required to rotate the valve body, and it is necessary to use a relatively large output torque as the rotational drive source, and the seal member and valve body are subject to wear easily, sealing performance, durability, There is a possibility of causing a problem in the certainty of the channel switching.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、全体の体格や占有スペースを小さくすることができるとともに、流路切換時におけるシール部材と弁体との間の摺動摩擦を低減し得、シール部材や弁体が摩耗し難くできて、シール性、耐久性、流路切換の確実性等を向上でき、さらに、回転駆動源として出力トルクの小さなものを採用可能とされた流路切換弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to reduce the overall physique and occupied space, and between the seal member and the valve body when switching the flow path. The sliding friction can be reduced, the seal member and the valve body are less likely to be worn, and the sealing performance, durability, flow path switching reliability, etc. can be improved. An object of the present invention is to provide a flow path switching valve that is made possible.
前記の目的を達成すべく、本発明に係る流路切換弁は、基本的には、3個以上のポートが設けられた有底円筒状の胴部を有する弁本体と、該弁本体に内挿されて回転しながら上下動するようにされた弁軸と、前記弁軸の回転軸線に対して傾斜した状態で前記胴部内に形成された弁室に配在されて前記弁室の内周面にその外周端縁部が押し付けられるとともに、連通するポート間を切り換えるべく前記弁軸に連動して回転しながら上下動するようにされた楕円板状の弁体とを備え、前記3個以上のポートが前記弁軸の回転軸線を含む同一平面又は該平面に平行な同一平面上に設けられるとともに、連通するポート間が切り換えられる流路切換時に、前記弁体の前記回転軸線に対する傾斜角度が流路切換前後より小さくなるようにされていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a flow path switching valve according to the present invention basically includes a valve main body having a bottomed cylindrical body provided with three or more ports, and a valve main body. A valve shaft that is inserted and rotated so as to move up and down, and an inner periphery of the valve chamber that is disposed in a valve chamber formed in the body portion while being inclined with respect to a rotation axis of the valve shaft. The outer peripheral edge of which is pressed against the surface, and an elliptical plate-like valve body that moves up and down while rotating in conjunction with the valve shaft so as to switch between communicating ports. Are provided on the same plane including the rotation axis of the valve shaft or on the same plane parallel to the plane, and when the flow path is switched between the communicating ports, the inclination angle of the valve body with respect to the rotation axis is It should be smaller than before and after switching the flow path. It is characterized.
より具体的な態様では、3個以上のポートが設けられた有底円筒状の胴部を有する弁本体と、該弁本体に内挿されて回転しながら上下動するようにされた弁軸と、前記胴部内に形成された弁室における前記ポートの開口部分以外の内周面を覆うように内装された円筒状のシール部材と、前記弁軸の回転軸線に対して傾斜した状態で前記弁室に配在されて前記シール部材にその外周端縁部が押し付けられるとともに、連通するポート間を切り換えるべく前記弁軸に連動して回転しながら上下動するようにされた楕円板状の弁体とを備え、前記3個以上のポートが前記弁軸の回転軸線を含む同一平面又は該平面に平行な同一平面上に設けられるとともに、連通するポート間が切り換えられる流路切換時に、前記弁体の前記回転軸線に対する傾斜角度が流路切換前後より小さくなるようにされていることを特徴としている。 In a more specific aspect, a valve main body having a bottomed cylindrical body provided with three or more ports, and a valve shaft inserted into the valve main body and configured to move up and down while rotating. A cylindrical sealing member that is internally provided so as to cover an inner peripheral surface of the valve chamber formed in the body portion other than the opening portion of the port, and the valve in a state inclined with respect to the rotation axis of the valve shaft. An elliptical plate-like valve element which is arranged in a chamber and whose outer peripheral edge is pressed against the seal member and which moves up and down in conjunction with the valve shaft so as to switch between communicating ports. And the three or more ports are provided on the same plane including the axis of rotation of the valve shaft or on the same plane parallel to the plane, and the valve body is switched at the time of flow path switching between communicating ports. Tilt angle with respect to the axis of rotation There has been characterized by being set smaller than the post before the channel switching.
好ましい態様では、前記弁軸の上動時に、前記弁体が引き上げられるとともに、前記傾斜角度が小さくなって前記弁体の外周端縁部と前記シール部材との接触面積が減少し、前記弁軸の下動時に、前記弁体が押し下げられるとともに、前記傾斜角度が大きくなって前記弁体の外周端縁部全体が前記シール部材に押し付けられるようにされる。 In a preferred aspect, when the valve shaft is moved up, the valve body is pulled up, the inclination angle is reduced, and the contact area between the outer peripheral edge of the valve body and the seal member is reduced, and the valve shaft During the downward movement, the valve body is pushed down, and the inclination angle is increased so that the entire outer peripheral edge of the valve body is pressed against the seal member.
他の好ましい態様では、前記弁軸が回転しながら上下動するように、前記弁本体に設けられた弁軸挿通穴に半径方向内方に突出する突部が設けられるとともに、前記弁軸の外周に、前記突部が嵌め込まれる、巻き方向が逆の二つの螺旋溝が連続して形成される。 In another preferred embodiment, the valve shaft insertion hole provided in the valve main body is provided with a protrusion projecting radially inward so that the valve shaft moves up and down while rotating, and the outer periphery of the valve shaft In addition, two spiral grooves in which the protrusions are fitted and opposite in the winding direction are continuously formed.
別の好ましい態様では、前記弁体を前記弁軸に連動させるべく、前記弁体と前記弁軸に連れ回し手段が設けられる。 In another preferred aspect, a rotating means is provided for the valve body and the valve shaft in order to interlock the valve body with the valve shaft.
本発明に係る流路切換弁では、弁本体に設けられた3個以上のポートが弁軸の回転軸線を含む同一平面(又は該平面と平行な同一平面)上に設けられるので、弁本体の胴部から前後方向か左右方向のいずれかに突出するポートを無くすことができ、そのため、例えば4個のポートが平面視十字状に設けられた従来の流路切換弁と比べて、全体の体格や占有スペースを小さくすることができ、その結果、設置場所の制約を緩くすることができ、製造コスト、設置コスト等を抑えることができる。 In the flow path switching valve according to the present invention, three or more ports provided in the valve body are provided on the same plane (or the same plane parallel to the plane) including the rotation axis of the valve shaft. It is possible to eliminate a port protruding from the body part in either the front-rear direction or the left-right direction. For this reason, for example, compared to a conventional flow path switching valve in which four ports are provided in a cross shape in plan view, And the occupied space can be reduced. As a result, restrictions on the installation location can be relaxed, and manufacturing costs, installation costs, and the like can be suppressed.
また、弁体が楕円板状とされて、通常時(流路切換の前後)には、弁体の外周端縁部全体がシール部材(弁室におけるポートの開口部分以外の内周面を覆うように内装されたシール部材)に若干食い込むように押し付けられ、流路切換時には、弁軸が回転しながら上下動せしめられ、これに伴って弁体は弁軸に連れ回されるように回転しながら上下動するとともに、弁体の回転軸線に対する傾斜角度が流路切換前後より小さくされて、弁体の外周端縁部とシール部材との接触面積を減少させるようにされるので、流路切換時におけるシール部材と弁体との間の摺動摩擦を低減し得、そのため、シール部材や弁体を摩耗し難くできて、シール性、耐久性、流路切換の確実性等を向上でき、さらに、回転駆動源として出力トルクの小さな小型で低価格のものを採用できるという利点も得られる。 Further, the valve body is formed into an elliptical plate shape, and in the normal state (before and after the flow path switching), the entire outer peripheral edge of the valve body covers the inner peripheral surface other than the opening portion of the port in the valve chamber. The valve shaft is rotated up and down while rotating, and the valve body is rotated along with the valve shaft. While moving up and down, the angle of inclination with respect to the rotation axis of the valve body is made smaller than before and after switching the flow path to reduce the contact area between the outer peripheral edge of the valve body and the seal member. The sliding friction between the seal member and the valve body at the time can be reduced, so that the seal member and the valve body can be made hard to wear, and the sealing performance, durability, reliability of the flow path switching, etc. can be improved. Small and low output torque as a rotational drive source Advantage that it can be adopted as of case can also be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る流路切換弁の一実施形態の外観を示す概略斜視図、図2は、弁体が第1回転位置をとる状態を示す縦断面図、図3は、弁体が第2回転位置をとる状態を示す縦断面図、図4は、流路切換時(途中)の状態を示し、図4(A)は弁本体部分を切欠した右側面図、図4(B)は図4(A)のX−X矢視線に従う断面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view showing the appearance of an embodiment of a flow path switching valve according to the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a state in which the valve body takes a first rotational position, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a state in which the second rotational position is taken, FIG. 4 shows a state when the flow path is switched (on the way), FIG. 4A is a right side view in which the valve body portion is cut out, and FIG. ) Is a cross-sectional view taken along the line XX in FIG.
なお、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、誇張して描かれている場合がある。また、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、説明が煩瑣になるのを避けるために図面に従って便宜上付けたものであり、実際の使用状態での位置、方向を指すとは限らない。 In each drawing, gaps formed between members, separation distances between members, etc. may be exaggerated for easy understanding of the invention and for convenience of drawing. is there. Further, in this specification, descriptions representing positions and directions such as up and down, left and right, and front and rear are given for the sake of convenience in accordance with the drawings in order to avoid complicated explanation, and the positions and directions in the actual use state. Does not necessarily mean
また、各図において、弁軸を回転駆動するための回転駆動源としてのモータは省略されている。 In each figure, a motor as a rotational drive source for rotationally driving the valve shaft is omitted.
図示実施形態の流路切換弁1は、例えば自動車のエンジンルーム内等を流れる流体の流路切換に使用される四方切換弁、あるいは、ヒートポンプ式冷暖房システムにおいて流路切換に使用される四方切換弁であり、基本的には、管継手からなる4個のポートp1〜p4が設けられた有底円筒状の胴部11を有する弁本体10(図5(A)、(B))と、この弁本体10に内挿されて回転しながら上下動するようにされた弁軸20(図6、図8)と、胴部11内に形成された弁室15における各ポートp1〜p4の開口部分以外の内周面を覆うように内装された円筒状のシール部材17(図5(C))と、弁軸20の回転軸線Oに対して傾斜した状態で弁室15に配在されてシール部材17にその外周端縁部が押し付けられるとともに、連通するポート間を切り換える(流路を切り換える)べく弁軸20に連動するようにされた楕円板状の弁体30(図7)と、弁軸20を回転させるべく、弁本体10の上部に配置されたモータ(回転駆動源)(不図示)と、を備える。
The flow
詳細には、弁本体10は、有底円筒状の胴部11と該胴部11の上面開口を気密的に封止するように適宜の手段により被着固定された蓋部12とで構成され、その胴部11と蓋部12とで弁室15が画成されている。
Specifically, the valve
前記4個のポートp1〜p4は、胴部11における、回転軸線Oを含む同一平面(又はそれに平行な同一平面)上に設けられている。すなわち、胴部11の底部11b中央に第1ポートp1が設けられるとともに、胴部11の一側部(左側部)及び他側部(右側部)にそれぞれ第2ポートp2と第3ポートp3が対向して設けられ、さらに、第3ポートp3の真上に第4ポートp4が設けられている。なお、例えば、第4ポートp4を、第2ポートp2の真上等に設けてもよいし、胴部11の前側部や後側部等の適宜の位置に設けてもよいことは言うまでも無い。
The four ports p <b> 1 to p <b> 4 are provided on the same plane including the rotation axis O (or the same plane parallel to the same) in the
本例では、第1ポートp1と第4ポートp4が流入口、第2ポートp2と第3ポートp3が流出口となっており、弁体30を回転させることにより、第1ポートp1と第2ポートp2とが連通するとともに、第3ポートp3と第4ポートp4とが連通する第1連通状態(図2)と、第1ポートp1と第3ポートp3とが連通するとともに、第2ポートp2と第4ポートp4とが連通する第2連通状態(図3)との切り換え(流路切換)が行われるようになっている。
In this example, the first port p1 and the fourth port p4 are inflow ports, and the second port p2 and the third port p3 are outflow ports. By rotating the
弁室15に内装されるシール部材17は、例えばゴム等の弾性素材から作製されたもので、弁室15の高さ、室径と略同高、同外径を持ち、肉厚方向に弾力性を有する円筒状部17Aには、第2ポートp2、第3ポートp3、及び第4ポートp4に対応した開口k2、k3、及びk4が形成されている。また、円筒状部17Aの外周(図示例では、等角度間隔に4箇所)には、その上端から下端に至るまで概略T字状断面の突条17tが設けられている。この突条17tは、弁本体10の胴部11に対する位置決め固定兼円筒状部17Aの補強に供されるもので、胴部11に設けられた同形断面を有する縦溝11tに差し込まれるようになっている。
The
胴部11に被着固定された蓋部12は、その下端面が胴部11の上端面に密着し、その外周の両側面(前後側面)には、下端面から下方に突出して胴部11の上部外周に設けられた嵌合部11e、11eに嵌合する側面視矩形の位置決め片部12e、12eが設けられている。
The
また、蓋部12の中央には、弁軸20が摺動自在に嵌挿される弁軸挿通穴14が設けられており、この弁軸挿通穴14における上端から所定距離下方の左側部分には、弁軸20が回転しながら上下動するように(後で詳述)、半径方向内方に突出する半球状の突部18が設けられている。
In addition, a valve
加えて、蓋部12の下部中央には、後述する弁軸20の柱状連係部23の上部が挿入される、柱状連係部23より若干大径の凹所13が設けられている。
In addition, a recess 13 having a diameter slightly larger than that of the
前記弁軸20は、上から順に、モータ(回転駆動源)に連結される、詳細構造は省略された頭部21、弁軸挿通穴14に摺動自在に嵌挿される嵌挿部22、及び当該弁軸20に弁体30を連動させるための、嵌挿部22より大きい(大径の)柱状連係部23を有する。この弁軸20は、当該流路切換弁1を組み立てる際には、蓋部12を胴部11に取り付ける前に、蓋部12の下側から頭部21を上にして蓋部12の弁軸挿通穴14に嵌挿部22を挿入するようになっている。
The
嵌挿部22の上部外周には、弁軸挿通穴14に設けられた半球状の突部18が摺動自在に嵌め込まれる断面半円形の、縦溝25Cと巻き方向が逆の二つの螺旋溝(右巻き螺旋溝、左巻き螺旋溝)25R、25Lとが連続して形成されている。
On the outer periphery of the upper portion of the
詳しくは、図8の(A)、(B)、(C)、(D)に、それぞれ弁軸20の前側面図、左側面図、後側面図、右側面図が示されているように、嵌挿部22の前側面上部中央に、その上端から真っ直ぐに下方に向けて、弁軸20を弁軸挿通穴14に下側から通す際に突部18を最初に嵌め込む縦溝25Cが形成されるとともに、弁軸20が回転駆動される際に、該弁軸20を上下動させるべく、前記縦溝25Cの下端部に続いて、右巻き(右肩上がり)の螺旋溝25Rが回転角度で見て約180°分形成され、該右巻き螺旋溝25Rの終端部(下端部)に続いて、左巻き(左肩上がり)の螺旋溝25Lが回転角度で見て約100°分形成されている。
Specifically, as shown in FIGS. 8A, 8B, 8C, and 8D, a front side view, a left side view, a rear side view, and a right side view of the
また、嵌挿部22における螺旋溝25R、25Lより下側には、弁軸挿通穴14の内周面と嵌挿部22の外周面との摺動面間を封止するためのシール材としてのOリング16が装着される環状装着溝24が形成されている。
Further, below the
弁軸20の柱状連係部23は、嵌挿部22より大径の半円柱状部23Aと、該半円柱状部23Aに、その前後の両側面23c、23cが面一で連設された断面矩形の角柱状部23Bとで構成されている。
The
かかる弁軸20に前記楕円板状の弁体30を連動させるべく、弁軸20と弁体30には連れ回し手段(後で詳述)が設けられるとともに、弁軸20(の柱状連係部23)の下面には、回転軸線Oに対する傾斜角度が大きく半円柱状部23Aの下面全部と角柱状部23Bの下面の半分程度の広さを持つ下側傾斜面28Aと、前記傾斜角度が下側傾斜面28Aより小さく角柱状部23Bの下面の半分程度の広さを持つ上側傾斜面28Bとが形成されている。
In order to link the elliptical plate-shaped
一方、弁体30は、例えばテフロン(登録商標)等の滑りやすい材料で作製され、流路切換時以外は、前記した円筒状のシール部材17にその外周端縁部が押し付けられて若干食い込むようにその短径及び長径が設定された楕円板部31を有し、該楕円板部31における側面視で上部側(つまり、弁体30の重心から偏心した位置)に、前記連れ回し手段として、丸棒状の上辺33aと角棒状の前後の両縦辺33b、33bとからなる門形アーム33が立設されている。
On the other hand, the
それに対し、弁軸20(の柱状連係部23)には、前記連れ回し手段として、その左右方向一側(左側)に、前記門形アーム33の上辺33aが前後方向に通されて左右方向に摺動自在とされる、角柱状部23Bの横幅(半円柱状部23Aの半径)に相当する深さを有する(言い換えれば、柱状連係部23の側面から中心付近まで延びる)横溝26が形成され、門形アーム33の両縦辺33b、33bが前記角柱状部23Bの平行に形成された両側面23c、23cに摺動自在に対接するようにされている(図6(B)参照)。したがって、弁軸20が回転しながら上下動する際には、弁体30がそれに伴って回転しながら上下動する。なお、前記横溝26は、前記門形アーム33をその奥底(内端側)に誘導しやすくするために、その底部側は若干下方に傾斜せしめられている。
On the other hand, the valve shaft 20 (the columnar linking part 23) has the
また、弁体30(の楕円板部31)の上面中央には、位置規制用の半球状の凹部39が設けられるとともに、弁軸20における前記傾斜角度が大きい方の下側傾斜面28A(の回転軸線O上)に、前記凹部39に嵌合する位置規制用の凸部29が設けられている。さらに、弁体30の下方側端部には、弁体30が押し下げられた際に胴部11の底部11b(弁室15の底面)に着接して弁体30の傾斜角度を規定するためのひずめ状の傾斜角度規定部34が設けられている。なお、弁体30の上面中央に位置規制用の凸部を設け、弁軸20の下側傾斜面28Aに前記凸部に嵌合する位置規制用の凹部を設けてもよいことは勿論である。
In addition, a hemispherical
このような構成とされた本実施形態の流路切換弁1では、弁体30を伴う弁軸20は、図2に示される如くの第1回転位置と、該第1回転位置から反時計回りに180°回転した図3に示される如くの第2回転位置とを選択的にとり得るようにされている。
In the flow
第1回転位置では、弁軸挿通穴14に設けられた突部18に右巻き螺旋溝25Rの中間部位(半分位置)が嵌め込まれ、弁体30の凹部39に弁軸20の凸部29が嵌り込むとともに、弁軸20の下側傾斜面28Aが弁体30の楕円板部31の上面に押し当てられ、また、門形アーム33の上辺33aが横溝26の中央付近に位置し、弁体30の外周端縁部は、その上半分がシール部材17の左半分に、また、その下半分がシール部材17の右半分にそれぞれ若干食い込むように押し付けられるとともに、弁体30に設けられた傾斜角度規定部34が胴部11の底部11b(の右側部分)に着接せしめられる。
In the first rotation position, the intermediate portion (half position) of the right-
したがって、このときには、第1ポートp1と第2ポートp2とが連通するとともに、第3ポートp3と第4ポートp4とが連通する第1連通状態となり、第1ポートp1から流入する流体は、弁室15における弁体30の下面側を通って第2ポートp2から流出するとともに、第4ポートp4から流入する流体は、弁室15における弁体30の上面側を通って第3ポートp3から流出する。
Accordingly, at this time, the first port p1 and the second port p2 communicate with each other, and the third port p3 and the fourth port p4 communicate with each other. The fluid flowing from the first port p1 The fluid flowing out from the second port p2 through the lower surface side of the
それに対し、第2回転位置では、弁軸挿通穴14に設けられた突部18に左巻き螺旋溝25Lの終端近くの部位が嵌め込まれ、弁体30の凹部39に弁軸20の凸部29が嵌り込むとともに、弁軸20の下側傾斜面28Aが弁体30の楕円板部31の上面に押し当てられ、また、門形アーム33の上辺33aが横溝26の中央付近に位置し、弁体30の外周端縁部は、その上半分がシール部材17の右半分に、また、その下半分がシール部材17の左半分にそれぞれ若干食い込むように押し付けられるとともに、弁体30に設けられた傾斜角度規定部34が胴部11の底部11b(の左側部分)に着接せしめられる。
On the other hand, in the second rotation position, a portion near the end of the left-
したがって、このときには、第1ポートp1と第3ポートp3とが連通するとともに、第2ポートp2と第4ポートp4とが連通する第2連通状態となり、第1ポートp1から流入する流体は、弁室15における弁体30の下面側を通って第3ポートp3から流出するとともに、第4ポートp4から流入する流体は、弁室15における弁体30の上面側を通って第2ポートp2から流出する。
Therefore, at this time, the first port p1 and the third port p3 communicate with each other, and the second port p2 and the fourth port p4 communicate with each other. Thus, the fluid flowing from the first port p1 The fluid flowing out from the third port p3 through the lower surface side of the
上記第1連通状態から第2連通状態への切り換え(流路切換)を行う際には、不図示のモータ(回転駆動源)により弁軸20を上から視て反時計回りに回転させる。そうすると、突部18に右巻き螺旋溝25Rが嵌め込まれていることにより、弁軸20は、右ねじを弛める方向に回したときと同様に上方へ押し上げられ、これに伴い、弁体30は、門形アーム33を介して弁軸20に連れ回されるように回転しながら引き上げられる。
When switching from the first communication state to the second communication state (flow path switching), the
この場合、門形アーム33(の上辺33a)は回転軸線Oから半径方向外周側に位置しているとともに、弁体30の下方側端部に比較的重量のある傾斜角度規定部34が設けられているので、弁体30は、(シール部材17の反発力により)下側傾斜面28Aと上側傾斜面28Bとの境目部分を支点にして正面視で時計回りに回転しながら引き上げられる。これにより、弁体30の外周端縁部のうちの上端部及び下端部がシール部材17から離れ始め、弁軸20の回転角度が増すにつれ、弁体30の回転軸線Oに対する傾斜角度が次第に小さくなって、弁体30の外周端縁部とシール部材17との接触面積が減少する。
In this case, the gate-shaped arm 33 (
そして、弁軸20が図2に示される状態から反時計回りに90°回転した状態では、図4に示される如くに、突部18に右巻き螺旋溝25Rの終端部(左巻き螺旋溝25Lの始端部)が位置し、柱状連係部23の上端面が蓋部12の凹所13の上面に接当係止され、門形アーム33の上辺33aが横溝26の底部(内端)まで摺動するとともに、弁体30(の楕円板部31)の上面が上側傾斜面28Bに押し当てられ、凸部29から凹部39が離れ、傾斜角度規定部34が胴部11の底部11bから離れるとともに、弁体30の外周端縁部全体がシール部材17から離れる。この場合、図4(B)に示される如くに、弁体30(の楕円板部31)の外周端縁部のうちの上下方向中央部付近は、本来なら、シール部材17に食い込むように押し付けられるが、本例の流路切換弁1では、該中央部付近は対向して設けられた開口k2(第2ポートp2)部分及び開口k3(第3ポートp3)部分に位置するので、シール部材17には全く接触しないようになっている(すなわち、弁体30は、門形アーム33により弁軸20に吊り下げられるようにされている)。
When the
上記のように弁軸20を90°回転させた後、さらに反時計回りに回転させると、今度は、突部18に左巻き螺旋溝25Lが嵌め込まれ、弁軸20は、右ねじを締め付ける方向に回したときと同様に下方へ押し下げられ、これに伴い、弁体30は、門形アーム33を介して弁軸20に連れ回されるように回転しながら押し下げられる。
When the
この場合、門形アーム33(の上辺33a)は回転軸線O近くの横溝26の底部に位置しており、弁体30の回転軸線Oに対する傾斜角度は前記のように小さくされているので、弁体30が回転しながら押し下げられると、まず、弁体30の下端(傾斜角度規定部34の外周端縁部)が胴部11の底部11bに接当し、弁体30は、下側傾斜面28Aと上側傾斜面28Bとの境目部分を支点にして正面視で反時計回りに回転しながら押し下げられる。これにより、弁体30の外周端縁部のうちの上下方向中央部付近がシール部材17に接触し始めるとともに、弁体30(の楕円板部31)の上面に下側傾斜面28Aが押し当てられ、弁軸20の回転角度が増すにつれ、弁体30の回転軸線Oに対する傾斜角度が次第に大きくなって、弁体30の外周端縁部とシール部材17との接触面積が増大する。
In this case, the portal arm 33 (
そして、弁軸20が図4に示される状態から反時計回りに90°回転した状態(つまり、図2に示される状態から反時計回りに180°回転した状態)では、図3に示される如くに、門形アーム33の上辺33aが横溝26の中央付近まで摺動するとともに、弁体30(の楕円板部31)の上面に下側傾斜面28Aが強く押し付けられ、凸部29が凹部39に嵌り込み、傾斜角度規定部34が胴部11の底部11bに着接するとともに、弁体30の外周端縁部全体がシール部材17に(シール部材17の反発力に抗して)食い込むように押し付けられる。これにより、第1連通状態から第2連通状態への切り換え(流路切換)が完了する。
When the
第2連通状態から第1連通状態への切り換え(流路切換)を行う際には、弁軸20を上から視て時計回りに回転させる。そうすると、上記とは逆回りで弁体30が弁軸20に連れ回されながら上下動し、上記と同様に流路切換が行われる。
When switching from the second communication state to the first communication state (flow path switching), the
このように、本実施形態の流路切換弁1では、弁本体10に設けられた全ポートp1〜p4が弁軸20の回転軸線Oを含む同一平面上に設けられるので、弁本体10の胴部11から前後方向か左右方向のいずれかに突出するポートを無くすことができ、そのため、例えば4個のポートが平面視十字状に設けられた従来の流路切換弁と比べて、全体の体格や占有スペースを小さくすることができ、その結果、設置場所の制約を緩くすることができ、製造コスト、設置コスト等を抑えることができる。
As described above, in the flow
また、弁体30が楕円板状とされて、通常時(弁軸20の回転停止時=流路切換の前後)には、弁体30の外周端縁部全体がシール部材17(弁室15におけるポートの開口部分以外の内周面を覆うように内装されたシール部材17)に若干食い込むように押し付けられ、流路切換時には、弁軸20が回転しながら上下動せしめられ、これに伴って弁体30は門形アーム33を介して弁軸20に連れ回されるように回転しながら上下動するとともに、弁体30の回転軸線Oに対する傾斜角度が流路切換前後より小さくされて、弁体30の外周端縁部とシール部材17との接触面積を減少させるようにされるので、流路切換時におけるシール部材17と弁体30との間の摺動摩擦を低減し得、そのため、シール部材17や弁体30を摩耗し難くできて、シール性、耐久性、流路切換の確実性等を向上でき、さらに、回転駆動源として出力トルクの小さな小型で低価格のものを採用できるという利点も得られる。
Further, when the
なお、上記実施形態においては、本発明を四方切換弁に適用した場合を説明したが、本発明は、四方切換弁以外の多方切換弁にも適用できるものであり、例えば、上記実施形態の流路切換弁(四方切換弁)1から第4ポートp4を取り去るだけで三方切換弁となる。 In the above embodiment, the case where the present invention is applied to a four-way switching valve has been described. However, the present invention can also be applied to a multi-way switching valve other than a four-way switching valve. By simply removing the fourth port p4 from the path switching valve (four-way switching valve) 1, it becomes a three-way switching valve.
また、本実施形態の流路切換弁1は、上記ヒートポンプ式冷暖房システム等のみならず、他のシステム、装置、機器類にも組み込めることは勿論である。
Of course, the flow
1 流路切換弁
10 弁本体
11 胴部
12 蓋部
14 弁軸挿通穴
15 弁室
16 Oリング
17 シール部材
18 突部
20 弁軸
22 嵌挿部
23 柱状連係部
23A 半円柱状部
23B 角柱状部
23c 角柱状部の側面
25C 縦溝
25R 右巻き螺旋溝
25L 左巻き螺旋溝
26 横溝
28A 下側傾斜面
28B 上側傾斜面
29 凸部
30 弁体
31 楕円板部
33 門形アーム
33a 上辺
33b 縦辺
34 傾斜角度規定部
39 凹部
p1 第1ポート
p2 第2ポート
p3 第3ポート
p4 第4ポート
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記3個以上のポートが前記弁軸の回転軸線を含む同一平面又は該平面に平行な同一平面上に設けられるとともに、連通するポート間が切り換えられる流路切換時に、前記弁体の前記回転軸線に対する傾斜角度が流路切換前後より小さくなるようにされていることを特徴とする流路切換弁。 A valve body having a bottomed cylindrical body provided with three or more ports, a valve shaft inserted into the valve body and configured to move up and down while rotating, and a rotation axis of the valve shaft The valve shaft is disposed in a valve chamber formed in the body portion in a state of being inclined with respect to the valve shaft, the outer peripheral edge of the valve chamber is pressed against the inner peripheral surface of the valve chamber, and the valve shaft is switched to switch between communicating ports. It has an elliptical plate-like valve body that moves up and down while interlockingly rotating,
The three or more ports are provided on the same plane including the rotation axis of the valve shaft or on the same plane parallel to the plane, and the rotation axis of the valve body is switched when the flow path is switched between the communicating ports. A flow path switching valve characterized in that an inclination angle with respect to is smaller than before and after the flow path switching.
前記3個以上のポートが前記弁軸の回転軸線を含む同一平面又は該平面に平行な同一平面上に設けられるとともに、連通するポート間が切り換えられる流路切換時に、前記弁体の前記回転軸線に対する傾斜角度が流路切換前後より小さくなるようにされていることを特徴とする流路切換弁。 A valve body having a bottomed cylindrical body provided with three or more ports, a valve shaft inserted into the valve body and adapted to move up and down while rotating, and formed in the body. A cylindrical sealing member that is internally provided so as to cover an inner peripheral surface other than the opening portion of the port in the valve chamber, and is disposed in the valve chamber in an inclined state with respect to the rotation axis of the valve shaft. The outer peripheral edge of the sealing member is pressed against the sealing member, and an elliptical plate-like valve body adapted to move up and down while rotating in conjunction with the valve shaft to switch between communicating ports,
The three or more ports are provided on the same plane including the rotation axis of the valve shaft or on the same plane parallel to the plane, and the rotation axis of the valve body is switched when the flow path is switched between the communicating ports. A flow path switching valve characterized in that an inclination angle with respect to is smaller than before and after the flow path switching.
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