JP2019157898A - Three-way valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、弁室に連通する2つの対向ポートおよび1つの非対向ポートを備え、2つの対向ポートの開閉状態を変更することによって、対向ポートが弁室を介して非対向ポートに連通する状態を変更することが可能な三方弁に関する。 The present invention includes two opposed ports and one non-opposed port that communicate with the valve chamber, and the opposed port communicates with the non-opposed port via the valve chamber by changing the open / closed state of the two opposed ports. The three-way valve can be changed.
弁室と、互いに向き合う位置で弁室に連通する2つの対向ポートと、2つの対向ポートとは異なる位置で弁室に連通する1つの非対向ポートと、それぞれの対向ポートを開閉する2つの弁体とを備え、カム機構を用いて2つの弁体を駆動するようにした三方弁が知られている(特許文献1)。 The valve chamber, two opposed ports that communicate with the valve chamber at positions facing each other, one non-opposed port that communicates with the valve chamber at a position different from the two opposed ports, and two valves that open and close the respective opposed ports A three-way valve that includes a body and drives two valve bodies using a cam mechanism is known (Patent Document 1).
この三方弁では、対向ポートを閉状態とするために弁座に弁体を当接させる際には、カム機構を用いて弁体を駆動し、逆に、対向ポートを開状態とするために弁座から弁体を離間させる際にも、カム機構を用いて弁体を駆動している。そして、一方の対向ポートを開状態とするときには他方の対向ポートを閉状態とし、他方の対向ポートを開状態とするときには一方の対向ポートを閉状態とすることによって、簡単な構造の三方弁を実現している。 In this three-way valve, when the valve body is brought into contact with the valve seat in order to close the opposed port, the valve body is driven using a cam mechanism, and conversely, the opposed port is opened. Also when separating the valve body from the valve seat, the valve body is driven using a cam mechanism. When one of the opposed ports is opened, the other opposed port is closed. When the other opposed port is opened, one of the opposed ports is closed. Realized.
しかし、上述した三方弁は、対向ポートを閉状態とする際に、カム機構を用いて弁体を弁座に当接させているため、対向ポートを確実に閉状態とすることが難しいという問題があった。すなわち、カム機構による弁体に移動量が大きすぎると、弁体を弁座に当接させる力が過大となって、弁体や弁座などを破損させる虞が生じる。このような事態を避けるために、カム機構による弁体の移動量を小さくし過ぎると、弁体を弁座に当接させることが出来ずに、対向ポートを閉状態にすることが出来なくなる。このように、上述した三方弁は、構造が簡単ではあるものの、対向ポートを確実に閉状態とすることが難しいという問題があった。 However, the above-described three-way valve has a problem in that it is difficult to reliably close the opposed port because the valve body is brought into contact with the valve seat using the cam mechanism when the opposed port is closed. was there. That is, if the amount of movement of the valve body by the cam mechanism is too large, the force for bringing the valve body into contact with the valve seat becomes excessive, and the valve body or the valve seat may be damaged. In order to avoid such a situation, if the moving amount of the valve body by the cam mechanism is made too small, the valve body cannot be brought into contact with the valve seat and the opposed port cannot be closed. Thus, although the three-way valve described above has a simple structure, there is a problem that it is difficult to reliably close the opposed port.
この発明は、従来の技術における上述した課題を解決するためになされたものであり、簡単な構造でありながら、対向ポートを確実に閉状態とすることが可能な三方弁を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and an object thereof is to provide a three-way valve capable of reliably closing an opposed port while having a simple structure. And
上述した課題を解決するために、本発明の三方弁は次の構成を採用した。すなわち、
互いに向き合う位置で弁室に連通する2つの対向ポートと、該2つの対向ポートの何れとも異なる位置で前記弁室に連通する非対向ポートと、前記2つの対向ポートの中の一方の第1対向ポートを開閉する第1弁体と、前記2つの対向ポートの中の他方の第2対向ポートを開閉する第2弁体とを備える三方弁において、
前記第1対向ポート内には、前記第1弁体と、該第1弁体が押し付けられる第1弁座と、前記第1弁体を前記弁室の方向に付勢して前記第1弁座に押し付けることによって、前記第1対向ポートを閉状態とする第1付勢部材とが設けられており、
前記第2対向ポート内には、前記第2弁体と、該第2弁体が押し付けられる第2弁座と、前記第2弁体を前記弁室の方向に付勢して前記第2弁座に押し付けることによって、前記第2対向ポートを閉状態とする第2付勢部材とが設けられており、
前記弁室内には、
前記第1対向ポートが前記弁室に連通する方向と、前記第2対向ポートが前記弁室に連通する方向とに直交する回転軸を有するカム軸と、
前記カム軸に取り付けられて、該カム軸を回転させると前記回転軸を中心に回転する回転板と
が設けられており、
前記回転板の一端側には、前記第1弁体を、前記第1付勢部材が付勢する力に抗して前記第1弁座から離間させることによって、前記第1対向ポートを開状態とする第1カム山が形成されており、
前記回転板の他端側には、前記第2弁体を、前記第2付勢部材が付勢する力に抗して前記第2弁座から離間させることによって、前記第2対向ポートを開状態とする第2カム山が形成されている
ことを特徴とする。
In order to solve the above-described problems, the three-way valve of the present invention employs the following configuration. That is,
Two opposed ports communicating with the valve chamber at positions facing each other, a non-opposed port communicating with the valve chamber at a position different from any of the two opposed ports, and a first opposed one of the two opposed ports In a three-way valve comprising: a first valve body that opens and closes a port; and a second valve body that opens and closes the other second opposing port of the two opposing ports.
In the first opposed port, the first valve body, a first valve seat against which the first valve body is pressed, and the first valve body are urged in the direction of the valve chamber, A first biasing member that closes the first opposed port by pressing against the seat is provided;
In the second opposed port, the second valve body, a second valve seat against which the second valve body is pressed, and the second valve body are urged toward the valve chamber to urge the second valve. A second biasing member that closes the second opposed port by pressing against the seat is provided;
In the valve chamber,
A cam shaft having a rotation axis orthogonal to a direction in which the first opposed port communicates with the valve chamber and a direction in which the second opposed port communicates with the valve chamber;
A rotating plate that is attached to the camshaft and rotates about the rotating shaft when the camshaft is rotated;
On the one end side of the rotating plate, the first counter port is opened by separating the first valve body from the first valve seat against the force biased by the first biasing member. The first cam mountain is formed,
On the other end side of the rotating plate, the second counter port is opened by separating the second valve body from the second valve seat against the force biased by the second biasing member. A second cam peak to be in a state is formed.
かかる本発明の三方弁においては、第1対向ポートと第2対向ポートとが互いに向き合う位置で弁室に連通している。第1対向ポート内には第1弁体が設けられており、第1弁体は、第1付勢部材に付勢されて第1弁座に押し付けられることによって第1対向ポートを閉状態としている。また、第2対向ポート内に設けられた第2弁体も、第2付勢部材に付勢されて第2弁座に押し付けられることによって第2対向ポートを閉状態としている。更に、弁室内には、回転板が取り付けられたカム軸が設けられており、回転板の一端側には、第1弁体を押し上げて第1弁座から離間させることによって、第1対向ポートを開状態とするための第1カム山が形成され、回転板の他端側には、第2弁体を押し上げて第2弁座から離間させることによって、第2対向ポートを開状態とするための第2カム山が形成されている。 In the three-way valve of the present invention, the first opposed port and the second opposed port communicate with the valve chamber at a position facing each other. A first valve body is provided in the first counter port, and the first valve body is biased by the first biasing member and pressed against the first valve seat to close the first counter port. Yes. Moreover, the 2nd valve body provided in the 2nd opposing port is also urged | biased by the 2nd urging | biasing member, and is closing the 2nd opposing port by pressing against a 2nd valve seat. Further, a cam shaft with a rotating plate attached is provided in the valve chamber, and the first counter port is formed on one end side of the rotating plate by pushing up the first valve body and separating it from the first valve seat. A first cam crest for opening the second valve body is formed, and the second counter port is opened on the other end side of the rotating plate by pushing up the second valve body and separating it from the second valve seat. For this purpose, a second cam peak is formed.
こうすれば、一端側に第1カム山を形成し、他端側に第2カム山を形成した回転板をカム軸に取り付けて、そのカム軸を弁室内で回転させることによって、第1弁体あるいは第2弁体の一方を第1弁座あるいは第2弁座から離間させるという簡単な構造で、三方弁を実現することが可能となる。また、第1弁体は第1付勢部材の付勢力によって第1弁座に向かって付勢され、第2弁体は第2付勢部材の付勢力によって第2弁座に向かって付勢されている。このため、第1カム山が第1弁体を第1弁座から離間させていない場合、あるいは、第2カム山が第2弁体を第2弁座から離間させていない場合は、第1付勢部材あるいは第2付勢部材が第1弁体あるいは第2弁体を付勢する力によって、第1対向ポートあるいは第2対向ポートを確実に閉状態としておくことも可能となる。 In this case, the first valve crest is formed on one end side, and the rotating plate having the second cam crest formed on the other end side is attached to the camshaft, and the camshaft is rotated in the valve chamber. A three-way valve can be realized with a simple structure in which one of the body and the second valve body is separated from the first valve seat or the second valve seat. The first valve body is biased toward the first valve seat by the biasing force of the first biasing member, and the second valve body is biased toward the second valve seat by the biasing force of the second biasing member. Has been. Therefore, if the first cam crest does not separate the first valve body from the first valve seat, or if the second cam crest does not separate the second valve body from the second valve seat, the first cam The force of the urging member or the second urging member urging the first valve body or the second valve body can also ensure that the first opposed port or the second opposed port is closed.
また、上述した本発明の三方弁においては、回転板に設けた第1カム山および第2カム山の形状を、第1弁体および第2弁体に次のような動きをさせるような形状としても良い。すなわち、第1弁体が第1対向ポートを開状態とする方向に移動する場合は、第2弁体は第2対向ポートを閉状態とする方向に移動し、第1弁体が第1対向ポートを閉状態とする方向に移動する場合は、第2弁体は第2対向ポートを開状態とする方向に移動する形状としても良い。 In the above-described three-way valve of the present invention, the shapes of the first cam crest and the second cam crest provided on the rotating plate are shaped so as to cause the first valve body and the second valve body to move as follows. It is also good. That is, when the first valve body moves in a direction in which the first counter port is opened, the second valve body moves in a direction in which the second counter port is in the closed state, and the first valve body is in the first counter direction. In the case of moving in the direction in which the port is closed, the second valve body may be shaped to move in the direction in which the second opposing port is opened.
こうすれば、第1弁体が第1対向ポートを開閉する動きと、第2弁体が第2対向ポートを開閉する動きとが逆方向になるので、簡単な構造の混合弁あるいは分配弁を実現することができる。加えて、第1カム山および第2カム山の形状を変更することによって、第1対向ポートと第2対向ポートとの開度比率を調整することも可能となる。 In this way, the movement of the first valve body to open and close the first counter port and the movement of the second valve body to open and close the second counter port are in opposite directions. Can be realized. In addition, by changing the shapes of the first cam peak and the second cam peak, it is possible to adjust the opening ratio between the first counter port and the second counter port.
また、上述した本発明の三方弁においては、カム軸の一端側を、弁室の一部を形成する軸受部によって軸支すると共に、カム軸の他端側については、非対向ポート内に設けられた3つの支持板の端面を三方向から当接させることによって、回転可能に支持するようにしてもよい。 Further, in the above-described three-way valve of the present invention, one end side of the cam shaft is pivotally supported by a bearing portion that forms a part of the valve chamber, and the other end side of the cam shaft is provided in a non-opposing port. You may make it support rotatably by abutting the end surfaces of the three support plates formed from three directions.
こうすれば、3つの支持板の端面を三方向から当接させるという簡単な構造で、カム軸の他端側を支えることが可能となる。 If it carries out like this, it will become possible to support the other end side of a cam shaft by the simple structure of making the end surface of three support plates contact | abut from three directions.
また、カム軸の他端側を3つの支持板の端面を三方向から当接させて支える本発明の上述した三方弁においては、3つの支持板を次のような位置に設けるようにしても良い。先ず、第1対向ポートが弁室に開口する位置からカム軸に到る直線と、カム軸から第2対向ポートが弁室に開口する位置に到る直線とによって、カム軸を中心とする全周の範囲を2つの角度範囲に分割する。そして、3つの支持板のうちの1つは次のような位置、すなわち、第1カム山が第1弁体を第1弁座から離間させようとする時に第1カム山が存在する側とは反対側の角度範囲内に設ける。また、3つの支持板の残りの2つについては、第1カム山が第1弁体を第1弁座から離間させようとする時に、第1カム山が存在する側の角度範囲内に設けるようにしても良い。 Further, in the above-described three-way valve of the present invention that supports the other end side of the cam shaft by bringing the end surfaces of the three support plates into contact with each other in three directions, the three support plates may be provided at the following positions. good. First, a straight line extending from the position where the first opposed port opens to the valve chamber to the cam shaft and a straight line extending from the cam shaft to the position where the second opposed port opens to the valve chamber are all centered on the cam shaft. Divide the perimeter range into two angular ranges. One of the three support plates is in the following position, that is, the side on which the first cam crest exists when the first cam crest attempts to separate the first valve body from the first valve seat. Is provided within the angle range on the opposite side. The remaining two of the three support plates are provided within an angular range on the side where the first cam crest exists when the first cam crest attempts to separate the first valve body from the first valve seat. You may do it.
詳細なメカニズムについては後述するが、3つの支持板をこのような位置に設けておけば、第1カム山が第1弁体を押し上げようとする時、あるいは第2カム山が第2弁体を押し上げようとする時に、カム軸が受ける大きな反力を、2つの支持板で分担して支えることができる。その結果、3つの支持板の端面を三方向から当接させるという簡単な構造でも、カム軸を確実に支えることが可能となる。 Although the detailed mechanism will be described later, if the three support plates are provided in such a position, the first cam crest is going to push up the first valve body, or the second cam crest is the second valve body. When trying to push up, the large reaction force received by the camshaft can be shared and supported by the two support plates. As a result, the camshaft can be reliably supported even with a simple structure in which the end surfaces of the three support plates are brought into contact with each other from three directions.
A.装置構成 :
図1は、本実施例の三方弁1の内部構造を示した分解組立図である。図1(a)には、本実施例の三方弁1の外観形状が示されている。図示したように、弁本体10は、太径の円管と細径の円管とを十字に組み合わせたような形状をしており、太径の円管の一端には、円形断面の軸受部20が挿入され、軸受部20の中心にはカム軸30が挿通されている。また、弁本体10の太径の円管に交差する左右の円管の内側には、それぞれ第1対向ポート11および第2対向ポート12が形成されている。更に、弁本体10の太径の円管の内側で、軸受部20が挿入されていない側には、非対向ポート13が形成されている。
A. Device configuration :
FIG. 1 is an exploded view showing the internal structure of the three-way valve 1 of this embodiment. FIG. 1A shows the external shape of the three-way valve 1 of this embodiment. As shown in the figure, the
図1(b)には、本実施例の三方弁1の分解組立図が示されている。図示されるように、弁本体10の太径の円管の上端部分は、内径が拡径したインロー部10aが形成されており、このインロー部10aに軸受部20が挿入されて組み付けられる。そして、軸受部20の下方の円柱形状の空間が弁室14となり、弁室14の下方はそのまま円柱形状の非対向ポート13に接続されている。
FIG. 1 (b) shows an exploded view of the three-way valve 1 of this embodiment. As shown in the drawing, an upper portion of a large-diameter circular pipe of the
第1対向ポート11は円形断面となっており、弁室14に連通している。第1対向ポート11が弁室14に連通する手前側には、円環形状の第1弁座11aが形成されており、第1弁座11aの中心には円形の第1弁孔11bが形成されている。また、第2対向ポート12も円形断面となっており、弁室14に連通すると共に、弁室14に連通する手前側に円環形状の第2弁座12aが形成されており、第2弁座12aの中心には円形の第2弁孔12bが形成されている。更に、第1対向ポート11と第2対向ポート12とは、互いに同軸の位置に配置されており、第1対向ポート11および第2対向ポート12の中心軸Lpは、円柱形状の弁室14の中心軸と直交している。このため、第1対向ポート11が弁室14に連通する位置と、第2対向ポート12が弁室14に連通する位置とは、互いに向かい合わせの位置となっている。
The first facing
尚、本実施例では、第1対向ポート11と第2対向ポート12とは、互いに同径で形成され、且つ同軸に設けられているものとしているが、必ずしも同径でなくても良い。例えば、内径あるいは外径の少なくとも一方が異なっていても良い。また、第1対向ポート11が弁室14に開口する位置と、第2対向ポート12が弁室14に開口する位置とが互いに向かい合わせの位置となる範囲であれば、第1対向ポート11と第2対向ポート12とが異なる高さで弁室14に連通していても良い。あるいは、第1対向ポート11と第2対向ポート12とが弁室14内の向かい合わせの位置で連通する範囲内であれば、弁室14の中心軸方向から見た時に、第1対向ポート11と第2対向ポート12とが直線にならずに、折れ曲がった状態となっていても良い。
In the present embodiment, the first
第1対向ポート11には、第1弁座11aに向かって第1弁体11vが挿入され、続いて、第1スプリング11sが挿入され、最後に第1スプリング受部11tが挿入されて、第1スプリング受部11tは図示しないスナップリングで第1対向ポート11内に固定される。この結果、第1弁体11vは第1スプリング11sによって適度な力で付勢されて第1弁座11aに当接して、第1対向ポート11を閉状態とする。尚、第1弁体11vが第1弁座11aに当接する部分には、ゴム製のシール部材11vsが取り付けられている。第2対向ポート12についても同様に、第2弁座12aに向かって、第2弁体12v、第2スプリング12s、および第2スプリング受部12tが挿入されて、図示しないスナップリングで第2スプリング受部12tが第2対向ポート12内に固定される。この結果、第2弁体12vも、第2スプリング12sによって適度な力で付勢されて第2弁座12aに当接して、第2対向ポート12を閉状態とする。尚、第2弁体12vが第2弁座12aに当接する部分にも、ゴム製のシール部材12vsが取り付けられている。また、本実施例の第1スプリング11sは本発明における「第1付勢部材」に対応し、本実施例の第2スプリング12sは本発明における「第2付勢部材」に対応する。
A
軸受部20には、外周側面にOリング21が装着されており、軸受部20を弁本体10のインロー部10aに挿入することで、軸受部20を弁本体10に気密(あるいは液密)に組み付けることができる。また、軸受部20には、円柱形状の弁室14と同軸となる位置に、細長い円柱形状のカム軸30が挿通されている。前述したように、第1対向ポート11および第2対向ポート12の中心軸Lpは、円周形状の弁室14の中心軸と直交するから、カム軸30の回転軸Lcも、第1対向ポート11および第2対向ポート12の中心軸Lpに対して直交していることになる。そして、カム軸30は、回転軸Lc周りに回転させることが可能となっている。
An O-
また、カム軸30には、回転板40が取り付けられている。この回転板40がカム軸30に取り付けられている位置は、(カム軸30を取り付けた状態で)軸受部20を弁本体10に組み付けると、回転板40が、第1対向ポート11および第2対向ポート12の中心軸Lp上に来るような位置となっている。更に、回転板40には、第1対向ポート11に面する側に第1カム山41が形成され、第2対向ポート12に面する側には第2カム山42が形成されている。このため、カム軸30を回転軸Lc周りに回転させると、第1カム山41で第1弁体11vを第1弁座11aから離間させ、あるいは第2カム山42で第2弁体12vを第2弁座12aから離間させることができる。この点については、後ほど詳しく説明する。また、カム軸30の一端側は軸受部20によって軸支されているが、回転板40を挟んでカム軸30の他端側は、弁本体10の非対向ポート13内に設けられた支持板(図1では図示を省略)によって支持されている。
A
図2は、第1対向ポート11および第2対向ポート12よりも下方の位置で弁本体10を破断することによって、弁本体10の非対向ポート13内に設けられた3つの支持板15a、15b、15cを示した説明図である。図示されるように、3つの支持板15a、15b、15cは、非対向ポート13の内周面から中心に向かって等間隔に立設されている。そして、3つの支持板15a、15b、15cの端面は凹面形状に形成されており、カム軸30を取り付けた軸受部20を弁本体10に組み付けると、カム軸30の他端側が、3つの支持板15a、15b、15cの端面によって、三方向から支持された状態となる。このように、本実施例の三方弁1では、カム軸30の一端側は軸受部20で軸支されているが、カム軸30の他端側は、3つの支持板15a〜15cの端面で三方向から支えるという単純な構造となっている。カム軸30の他端側を、このように単純な構造で支えることができるのは、これら3つの支持板15a〜15cを特別な位置に設けているためである。この点については後ほど詳しく説明する。
2 shows three
また、図2に示されるように、第1カム山41および第2カム山42は、略扇形形状となっており、扇形の一端側の小さな半径Rosから他端側の大きな半径Rfoまで、単調に半径が大きくなる形状となっており、扇形の一端側から他端側までの角度は75度前後の角度となっている。このような形状の第1カム山41と第2カム山42とが、互いに線対称となる位置に設けられている。そして、非対向ポート13の3つの支持板15a〜15cは、このような第1カム山41および第2カム山42に対して、以下のような位置に立設されている。
As shown in FIG. 2, the
図3は、非対向ポート13から立設された3つの支持板15a〜15cと、第1カム山41および第2カム山42との位置関係を示した説明図である。先ず、図示されるように、第1カム山41が第1対向ポート11に正対し、第2カム山42が第2対向ポート12に正対する位置となるように、カム軸30を回転させる。すると、扇形形状をした第1カム山41の短径側(半径Rosの側)の端点Posと、および第2カム山42の短径側(半径Rosの側)の端点Posとが、第1対向ポート11および第2対向ポート12の中心軸Lpに対して同じ側にくる。そこで、2つの端点Posがある側から、カム軸30に向かって支持板15cを立設させる。そして、支持板15cを基準として、左右方向にそれぞれ120度の位置から、支持板15aおよび支持板15bをカム軸30に向かって立設させる。3つの支持板15a〜15cが、このような位置に設けられている理由については、後ほど詳しく説明する。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing the positional relationship between the three
B.本実施例の三方弁1の動作 :
図4は、図1(a)中のQ−Q位置で断面を取ることによって、本実施例の三方弁1の動作を示した説明図である。図4(a)は、第1対向ポート11が最大開度の開状態で、且つ、第2対向ポート12が閉状態の場合を表しており、図4(b)は第1対向ポート11および第2対向ポート12が何れも小開度の開状態の場合を表している。また、図4(c)は、第1対向ポート11が閉状態で、且つ、第2対向ポート12が最大開度の開状態の場合を表している。尚、以下では、最大開度の開状態になることを、単に「全開状態になる」と称し、小開度の開状態になることを、単に「小開状態になる」と称するものとする。
B. Operation of the three-way valve 1 of this embodiment:
FIG. 4 is an explanatory view showing the operation of the three-way valve 1 of this embodiment by taking a cross section at the QQ position in FIG. 4A shows a case where the first opposing
また、本実施例の三方弁1は、第1対向ポート11あるいは第2対向ポート12から弁室14に流入した流体を、非対向ポート13から流出させる使い方と、非対向ポート13から弁室14に流入した流体を、第1対向ポート11あるいは第2対向ポート12から流出させる使い方とが可能であるが、何れの使い方でも三方弁1は同じように動作する。そこで、説明の便宜上、以下では、前者の場合、すなわち、第1対向ポート11あるいは第2対向ポート12から弁室14に流入した流体を、非対向ポート13から流出させる場合を例に用いて、三方弁1の動作を説明する。
Further, the three-way valve 1 of the present embodiment is configured such that the fluid that flows into the
図4(a)に示されるように、第1対向ポート11が全開状態(第2対向ポート12は閉状態)では、第1カム山41が、第1スプリング11sの付勢力に抗して第1弁体11vを全開位置まで押し上げることによって、第1弁体11vを第1弁座11aから離間させている。また、第2カム山42は第2弁体12vから外れており、このため第2弁体12vは、第2スプリング12sの付勢力で第2弁座12aに押し付けられる結果、第2対向ポート12は閉状態となっている。
As shown in FIG. 4A, when the first
図4(a)に示した状態から、カム軸30を時計方向に回転させると、第1弁体11vを押し上げている第1カム山41の高さが次第に低くなって、第1対向ポート11が全開状態から次第に小開状態に変化する。その一方で、第2カム山42は、第2弁座12aに押し付けられていた第2弁体12vに当接した後、カム軸30の回転と共に、次第に第2弁座12aから第2弁体12vを離間させ、それに伴って第2対向ポート12は閉状態から次第に小開状態に変化する。その結果、図4(b)に示したように、第1対向ポート11および第2対向ポート12の何れも小開状態となる。
When the
そして、更にカム軸30を時計方向に回転させると、図4(c)に示すように、第2カム山42は更に第2弁体12vを押し上げて、全開位置まで第2弁体12vを第2弁座12aから離間させ、その一方で、第1カム山41は第1弁体11vから外れて、第1弁体11vが第1スプリング11sの付勢力で第1弁座11aに押し付けられた状態となる。その結果、図4(a)の場合とは逆に、第2対向ポート12が全開状態で、第1対向ポート11が閉状態となる。また、図4(c)に示した状態から、カム軸30を反時計方向に回転させると、図4(b)に示した状態(第1対向ポート11および第2対向ポート12が何れも小開状態)を経て、図4(a)に示した状態(第1対向ポート11が全開状態で、第2対向ポート12が閉状態)にすることができる。
When the
このように本実施例の三方弁1では、弁室14内でカム軸30を回転させて、第1対向ポート11内の第1弁体11vを押し上げることによって第1対向ポート11を開状態とし、第2対向ポート12内の第2弁体12vを押し上げることによって第2対向ポート12を開状態とすることができる。また、第1弁体11vは、第1カム山41が第1弁体11vから外れて、第1カム山41から押し上げられなくなると、第1スプリング11sの付勢力によって第1弁座11aに押し付けられる。このため、第1対向ポート11を確実に閉状態とすることができる。同様に、第2弁体12vについても、第2カム山42が第2弁体12vから外れて、第2カム山42で押し上げられなくなると、第2スプリング12sの付勢力で第2弁座12aに押し付けられる。このため、第2対向ポート12も確実に閉状態とすることができる。
As described above, in the three-way valve 1 of the present embodiment, the first
更に、本実施例の三方弁1では、第1対向ポート11および第2対向ポート12を、弁室14内の互いに向き合う位置で連通させている。このため、第1対向ポート11の第1弁体11vを押し上げるための第1カム山41と、第2対向ポート12の第2弁体12vを押し上げるための第2カム山42とを、1枚の回転板40の両端側に形成することができる。その結果、カム軸30に1枚の回転板40を取り付けておけば、第1弁体11vおよび第2弁体12vを押し上げることができるので、三方弁1の構造を簡単にすることができる。このように、本実施例の三方弁1では、簡単な構造でありながら、第1対向ポート11あるいは第2対向ポート12を確実に閉状態とすることが可能となる。
Furthermore, in the three-way valve 1 of the present embodiment, the first
加えて、図4(b)に示したように、第1対向ポート11および第2対向ポート12が何れも小開状態となっている場合は、カム軸30を時計方向に回転させるに従って、第1対向ポート11は開度が連続的に小さくなり、第2対向ポート12は開度が連続的に大きくなる。また、カム軸30を反時計方向に回転させるに従って、第1対向ポート11は開度が連続的に大きくなり、第2対向ポート12は開度が連続的に小さくなる。このため、カム軸30の角度位置によって、第1対向ポート11からの流入量と、第2対向ポート12からの流入量との比率を調整可能な混合弁として利用することも可能となる。加えて、第1カム山41および第2カム山42の形状を変更すれば、カム軸30の角度位置に応じて、第1対向ポート11および第2対向ポート12の流入量の比率も容易に調整することが可能となる。
In addition, as shown in FIG. 4 (b), when both the first
C.支持板15a〜15cによるカム軸30の支持構造 :
図2を用いて前述したように、本実施例の三方弁1は、カム軸30の下端側(非対向ポート13の側)を3つの支持板15a〜15cによって三方向から支持する構造となっている。また、図3を用いて前述したように、3つの支持板15a〜15cの中の1つ(本実施例では支持板15c)は、次のような位置、すなわち、第1カム山41を第1対向ポート11に正対させ、第2カム山42を第2対向ポート12に正対させたときに、第1対向ポート11および第2対向ポート12の中心軸Lpに対して、第1カム山41および第2カム山42の短径側の端点Posが来る側から、カム軸30に向かって立設されている。そして、残りの2つ(本実施例では支持板15aおよび支持板15b)は、支持板15cを基準として左右方向にそれぞれ120度の位置から、カム軸30に向かって立設されている。3つの支持板15a〜15cがこのような位置に設けられているのは、次のような理由による。
C. Support structure of the
As described above with reference to FIG. 2, the three-way valve 1 of the present embodiment has a structure in which the lower end side (the
図5は、第1弁体11vおよび第2弁体12vを押し上げる際に、第1カム山41および第2カム山42が、それぞれ第1弁体11vおよび第2弁体12vに対して及ぼす力についての説明図である。図5(a)は、カム軸30を反時計方向に回転させることによって、第1弁座11aに当接した状態の第1弁体11vを第1カム山41で押し上げようとしている様子を表している。第1弁座11aに当接している第1弁体11vを押し上げるためにカム軸30を反時計方向に回転させると、先ず始めに、第1カム山41の短径側の端点Posが第1弁体11vに接触する。そして、その状態から更にカム軸30を反時計方向に回転させることによって、第1カム山41で第1弁体11vを次第に押し上げる。このとき、第1カム山41は、第1スプリング11sの付勢力に抗する力に加えて、第1対向ポート11内の流体の圧力に抗する力(図5(a)中で白抜きの矢印で示した力)で、第1弁体11vを押し上げている。その結果として、第1カム山41は、同じ大きさで逆方向(カム軸30に向かう方向)の力を第1弁体11vから受けることになる。
FIG. 5 shows the force exerted by the
また、第1カム山41は、端点Posで第1弁体11vに接触した後、カム軸30と共に反時計方向に回転することによって第1弁体11vを次第に押し上げるから、回転方向(第1弁体11vにとっては横方向)の強い力(図5(a)中で粗い斜線付の矢印で示した力)を第1弁体11vに加えている。その結果として、第1カム山41は、同じ大きさで逆方向の横向きの力を第1弁体11vから受けることになる。一方、第1弁座11aに当接した第1弁体11vを押し上げようとしている状態では、第2弁体12vは第2カム山42によって全開状態近くまで押し上げられており、従って、第2カム山42は、第2スプリング12sを圧縮するための大きな力(図5(a)中で黒塗りの矢印で示した力)で第2弁体12vを押し上げている。その結果として、第2カム山42も、同じ大きさで逆方向(カム軸30に向かう方向)の力を第2弁体12vから受けることになる。
Further, the
このように、第1弁体11vを第1弁座11aに当接した状態から押し上げようとする際には、第1カム山41および第2カム山42の何れも、カム軸30に向かう方向の力を受けている。ここで、第1スプリング11sが第1カム山41に及ぼす力は、第2スプリング12sが第2カム山42に及ぼす力よりも小さいが、第1カム山41には第1対向ポート11内の流体の圧力による力も掛かっている。このため、第1カム山41がカム軸30方向に受ける力と、第2カム山42がカム軸30方向に受ける力とは、大まかには相殺する。その結果、カム軸30には、主に、図5(a)中で粗い斜線付きの矢印で示した力(すなわち、第1カム山41の端点Posが第1弁体11vを横から押す力)の反力が加わることになる。図5(a)中では、この反力を、細かい斜線付きの矢印で表している。
Thus, when the
図5(a)から明らかなように、カム軸30が主に受ける反力は、支持板15aと支持板15bとで分担して支える構造となっている。もちろん、カム軸30が主に受ける反力の方向は、カム軸30の回転に伴って変化するが、支持板15aと支持板15bとの間の角度(本実施例では120°)に比べれば、反力の方向が変化する角度は小さいので、カム軸30が受ける反力を2つの支持板15a,15bで分担して支える状況が変わることはない。
As is clear from FIG. 5A, the reaction force mainly received by the
図5(b)は、第1弁体11vおよび第2弁体12vの何れも、第1弁座11aおよび第2弁座12aから離間した状態を表している。この状態では、第1スプリング11sが第1カム山41に及ぼす力も、第2スプリング12sが第2カム山42に及ぼす力も小さく、更に、大まかには互いに相殺するので、カム軸30に大きな力が加わることはない。
FIG. 5B shows a state where both the
図5(c)は、カム軸30を時計方向に回転させることによって、第2弁座12aに当接した状態の第2弁体12vを第2カム山42で押し上げようとしている様子を表している。第2弁座12aに当接している第2弁体12vを押し上げるために、カム軸30を時計方向に回転させた場合にも、先ず始めに、第2カム山42の短径側の端点Posが第2弁体12vに接触する。そして、その状態からカム軸30を回転させることによって第2弁体12vを次第に押し上げる。このとき、第2カム山42は、第2スプリング12sの付勢力に抗する力と、第2対向ポート12内の流体の圧力に抗する力とを加えた力(図5(c)中で白抜きの矢印で示した力)で、第2弁体12vを押し上げる。更に、第2カム山42は、回転方向に第2弁体12vを横から押す力(図5(c)中で粗い斜線付の矢印で示した力)も第2弁体12vに加えている。その結果、第1カム山41は、それらの力(図5(c)中で白抜きの矢印で示した力と、粗い斜線付の矢印で示した力の2つの力)の反力を、第2弁体12vから受けることになる。また、第2弁座12aに当接した第2弁体12vを押し上げようとしている状態では、第1弁体11vは第1カム山41によって全開状態近くまで押し上げられている。このため、第1カム山41は、第1スプリング11sを圧縮するための大きな力(図5(c)中で黒塗りの矢印で示した力)を第1弁体11vに加えており、その反力を第1弁体11vから受けている。
FIG. 5C shows a state in which the
このため、図5(a)を用いて前述した状態、すなわち、第1弁体11vを第1弁座11aに当接した状態から押し上げようとする場合と同様に、第2弁座12aに当接した第2弁体12vを押し上げようとする場合でも、カム軸30に向かう方向については、第1カム山41が受ける力と、第2カム山42が受ける力とが大まかには相殺する。その結果、カム軸30には、図5(c)中で粗い斜線付きの矢印で示した力の反力(図5(c)中で細かい斜線付きの矢印で示した力)が加わることになる。そして、第2弁座12aに当接した第2弁体12vを押し上げようとする場合でも、カム軸30が主に受ける反力は、支持板15aと支持板15bとで分担して支える構造となっている。
Therefore, in the same manner as in the case where the
このように、本実施例の三方弁1では、第1弁体11vあるいは第2弁体12vを第1弁座11aあるいは第2弁座12aから押し上げようとする際に、カム軸30に加わる大きな力を、2つの支持板15aおよび支持板15bで分担して支えることが可能となっている。このため、3つの支持板15a〜15cの端面をカム軸30に当接させるという簡単な構造でも、カム軸30を確実に支えることが可能となる。
As described above, in the three-way valve 1 of this embodiment, when the
以上、本実施例の三方弁1について説明したが、本発明は上記の実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様で実施することが可能である。 Although the three-way valve 1 of the present embodiment has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof.
1…三方弁、 10…弁本体、 10a…インロー部、
11…第1対向ポート、 11a…第1弁座、 11s…第1スプリング、
11v…第1弁体、 12…第2対向ポート、 12a…第2弁座、
12s…第2スプリング、 12v…第2弁体、 13…非対向ポート、
14…弁室、 15a〜15c…支持板、 20…軸受部、
30…カム軸、 40…回転板、 41…第1カム山、
42…第2カム山、 Lc…回転軸。
1 ... Three-way valve, 10 ... Valve body, 10a ... Inlay part,
11 ... 1st opposing port, 11a ... 1st valve seat, 11s ... 1st spring,
11v ... 1st valve body, 12 ... 2nd opposing port, 12a ... 2nd valve seat,
12s ... 2nd spring, 12v ... 2nd valve body, 13 ... Non-opposing port,
14 ... Valve chamber, 15a-15c ... Support plate, 20 ... Bearing part,
30 ... Cam shaft, 40 ... Rotating plate, 41 ... First cam mount,
42 ... 2nd cam crest, Lc ... rotating shaft.
Claims (4)
前記第1対向ポート内には、前記第1弁体と、該第1弁体が押し付けられる第1弁座と、前記第1弁体を前記弁室の方向に付勢して前記第1弁座に押し付けることによって、前記第1対向ポートを閉状態とする第1付勢部材とが設けられており、
前記第2対向ポート内には、前記第2弁体と、該第2弁体が押し付けられる第2弁座と、前記第2弁体を前記弁室の方向に付勢して前記第2弁座に押し付けることによって、前記第2対向ポートを閉状態とする第2付勢部材とが設けられており、
前記弁室内には、
前記第1対向ポートが前記弁室に連通する方向と、前記第2対向ポートが前記弁室に連通する方向とに直交する回転軸を有するカム軸と、
前記カム軸に取り付けられて、該カム軸を回転させると前記回転軸を中心に回転する回転板と
が設けられており、
前記回転板の一端側には、前記第1弁体を、前記第1付勢部材が付勢する力に抗して前記第1弁座から離間させることによって、前記第1対向ポートを開状態とする第1カム山が形成されており、
前記回転板の他端側には、前記第2弁体を、前記第2付勢部材が付勢する力に抗して前記第2弁座から離間させることによって、前記第2対向ポートを開状態とする第2カム山が形成されている
ことを特徴とする三方弁。 Two opposed ports communicating with the valve chamber at positions facing each other, a non-opposed port communicating with the valve chamber at a position different from any of the two opposed ports, and a first opposed one of the two opposed ports In a three-way valve comprising: a first valve body that opens and closes a port; and a second valve body that opens and closes the other second opposing port of the two opposing ports.
In the first opposed port, the first valve body, a first valve seat against which the first valve body is pressed, and the first valve body are urged in the direction of the valve chamber, A first biasing member that closes the first opposed port by pressing against the seat is provided;
In the second opposed port, the second valve body, a second valve seat against which the second valve body is pressed, and the second valve body are urged toward the valve chamber to urge the second valve. A second biasing member that closes the second opposed port by pressing against the seat is provided;
In the valve chamber,
A cam shaft having a rotation axis orthogonal to a direction in which the first opposed port communicates with the valve chamber and a direction in which the second opposed port communicates with the valve chamber;
A rotating plate that is attached to the camshaft and rotates about the rotating shaft when the camshaft is rotated;
On the one end side of the rotating plate, the first counter port is opened by separating the first valve body from the first valve seat against the force biased by the first biasing member. The first cam mountain is formed,
On the other end side of the rotating plate, the second counter port is opened by separating the second valve body from the second valve seat against the force biased by the second biasing member. A three-way valve characterized in that a second cam crest is formed.
前記第1カム山および前記第2カム山の形状は、前記第1弁体が前記第1対向ポートを開状態とする方向に移動する場合は、前記第2弁体は前記第2対向ポートを閉状態とする方向に移動し、前記第1弁体が前記第1対向ポートを閉状態とする方向に移動する場合は、前記第2弁体は前記第2対向ポートを開状態とする方向に移動する形状に形成されている
ことを特徴とする三方弁。 The three-way valve according to claim 1,
The shapes of the first cam peak and the second cam peak are such that when the first valve element moves in a direction to open the first counter port, the second valve element defines the second counter port. When the first valve body moves in the closed state and the first valve body moves in the direction to close the first opposed port, the second valve body moves in the direction to open the second opposed port. A three-way valve that is formed in a moving shape.
前記カム軸の一端側は、前記弁室の一部を形成する軸受部によって軸支されており、
前記カム軸の他端側は、前記非対向ポート内に設けられた3つの支持板の端面が三方向から当接することによって、回転可能に支持されている
ことを特徴とする三方弁。 The three-way valve according to claim 1 or 2,
One end side of the camshaft is pivotally supported by a bearing portion that forms a part of the valve chamber,
The three-way valve is characterized in that the other end side of the cam shaft is rotatably supported by the end surfaces of three support plates provided in the non-facing port coming into contact with each other from three directions.
前記第1対向ポートが前記弁室に開口する位置から前記カム軸に到る直線と、前記カム軸から前記第2対向ポートが前記弁室に開口する位置に到る直線とによって、前記カム軸を中心とする全周の範囲を2つの角度範囲に分割した場合に、
前記3つの支持板のうちの1つは、前記第1カム山が前記第1弁体を前記第1弁座から離間させようとする時に前記第1カム山が存在する側とは反対側の前記角度範囲内に設けられており、
前記3つの支持板の残りの2つは、前記第1カム山が前記第1弁体を前記第1弁座から離間させようとする時に前記第1カム山が存在する側の前記角度範囲内に設けられている
ことを特徴とする三方弁。 The three-way valve according to claim 3,
The camshaft is defined by a straight line from the position where the first opposed port opens to the valve chamber to the camshaft and a straight line from the camshaft to the position where the second opposed port opens to the valve chamber. When the range of the entire circumference centered on is divided into two angular ranges,
One of the three support plates is located on a side opposite to the side on which the first cam crest is located when the first cam crest attempts to separate the first valve body from the first valve seat. Provided within the angular range;
The remaining two of the three support plates are within the angular range on the side where the first cam crest is present when the first cam crest attempts to separate the first valve body from the first valve seat. A three-way valve characterized by being provided in
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