JP2019158127A - 多方弁 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の供給先に燃料等の流体を供給可能な多方弁を提供すること。【解決手段】球状のバルブボディ２０と、バルブシート３０と、を備える多方弁１であって、バルブシート３０には、シート側第１出口穴３１１と、シート側第２出口穴３２１と、が形成され、バルブボディ２０は、ボディ側入口穴２１と、ボディ側出口穴２２と、を備え、ボディ側出口穴２２、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１は、ボディ側出口穴２２の開口部がシート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１と連通しない非連通状態、ボディ側出口穴２２の開口部がシート側第１出口穴３１１と連通する第１連通状態、及びボディ側出口穴２２の開口部がシート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１と連通する第２連通状態の順に流通状態が切り替わるように、相対的な位置関係及び形状が設定される。【選択図】図５

Description

本発明は、複数の流体出口を有する多方弁に関する。

従来、ボイラ等の燃焼装置において、燃料を噴射する複数のノズルを備え、燃料を供給するノズルの数を変更することで、燃焼装置の燃焼状態を制御する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１４７５５８号公報

このような燃焼装置では、燃料を噴射するノズルに対応して燃料の供給を調整する弁を配置する必要があり、燃焼装置を構成するための部品点数が増加してしまっていた。

従って、本発明は、複数の供給先に燃料等の流体を供給可能な多方弁を提供することを目的とする。

本発明は、バルブケーシングと；中心軸周りに回転可能な状態で前記バルブケーシング内に収容される球状のバルブボディと；前記バルブボディに接触した状態で前記バルブケーシング内に配置されるバルブシートと、を備える多方弁であって、前記バルブケーシングは、流体入口流路と；第１流体出口流路と；第２流体出口流路と、を備え、前記バルブシートは、前記第１流体出口流路側に配置され、シート側第１出口穴が形成された第１バルブシートと；前記第２流体出口流路側に配置され、シート側第２出口穴が形成された第２バルブシートと、からなり、前記バルブボディは、球面に開口すると共に前記中心軸に沿って延びるボディ側入口穴と；球面に開口すると共に該ボディ側入口穴に連続して形成される１個又は２個のボディ側出口穴と、を備え、前記ボディ側出口穴、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴は、前記バルブボディを前記中心軸周りに正転させた場合に、（ｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴のいずれとも連通しない非連通状態；（ｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通する第１連通状態；及び、（ｉｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通する第２連通状態の順に流通状態が切り替わるように、前記ボディ側出口穴の個数、並びに各出口穴の相対的な位置関係及び形状が設定される多方弁に関する。

また、前記ボディ側出口穴、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴は、前記第１連通状態が、（ａ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する連通状態Ａ；及び、（ｂ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｂを含み、前記第２連通状態が、（ｃ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｃ；及び、（ｄ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｄを含むように、前記ボディ側出口穴の個数、並びに各出口穴の相対的な位置関係及び形状が設定されることが好ましい。

また、前記ボディ側出口穴は、前記第１連通状態及び前記第２連通状態において前記シート側第１出口穴と連通するボディ側第１出口穴と、前記第２連通状態においてのみ前記シート側第２出口穴と連通するボディ側第２出口穴と、を備えることが好ましい。

また、前記シート側第１出口穴の周囲のシート面の曲率、及び前記シート側第２出口穴の周囲のシート面の曲率は、前記バルブボディの球面の曲率よりもわずかに小さく設定されることが好ましい。

また、多方弁は、前記バルブボディを回転させるバルブステムを更に備え、前記バルブボディ及び前記バルブステムは一体的に成形されることが好ましい。

本発明によれば、複数の供給先に燃料等の流体を供給可能な多方弁を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る多方弁を示す図である。 第１実施形態の多方弁におけるバルブボディを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図、（ｄ）はボディ側第１出口穴側から視た側面図を示す。 第１実施形態の多方弁における第１バルブシートを示す図であり、（ａ）は外側から視た正面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図を示す。 第１実施形態の多方弁における第２バルブシートを示す図であり、（ａ）は外側から視た正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）の部分拡大図、（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図を示す。 第１実施形態の多方弁の動作を説明する図であり、（ａ）は非連通状態を、（ｂ）は第１連通状態を、（ｃ）は第２連通状態を示す。 第２実施形態に係る多方弁を具備する弁装置を示す図である。

以下、本発明の多方弁の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
本発明の多方弁は、例えば、複数の燃料噴射ノズルを有するボイラ装置等の燃焼装置において、これら複数の燃料噴射ノズルへの燃料の供給を調整する場合に用いられる。
まず、第１実施形態の多方弁について、図１〜図５を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態の多方弁１を示す図である。

第１実施形態の多方弁１は、一つの流体入口（流体入口流路１１２）と、二つの流体出口（第１流体出口流路１３１及び第２流体出口流路１４１）を有し、流体入口から流入する流体の流体出口からの流出を調整する。多方弁１は、バルブケーシング１０と、バルブボディ２０と、バルブシート３０と、バルブステム４０と、付勢部材５０と、バルブボディ２０を回転させる駆動機構９１と、バルブボディ２０の基準位置を検出する位置検出部９２と、を備える。

バルブケーシング１０は、中空部を有する箱状に形成される。バルブケーシング１０は、ケース本体１１と、一対の側部ケース１３，１４と、を備える。
ケース本体１１は、両端部が開口すると共に、中央部にも開口が形成された断面Ｔ字状に形成される。ケース本体１１の中央部の開口は、流体入口流路１１２を構成する。
側部ケース１３は、ケース本体１１の一端側の開口を塞ぐ。側部ケース１３には、第１流体出口流路１３１が形成される。側部ケース１４は、ケース本体１１の他端側の開口を塞ぐ。側部ケース１４には、第２流体出口流路１４１が形成される。
ケース本体１１及び一対の側部ケース１３，１４は、Ｏリング等を介して水密に組み立てられる。
バルブケーシング１０（ケース本体１１）には、バルブステム４０が配置されるステム挿通穴１１１が形成される。ステム挿通穴１１１は、流体入口流路１１２と同軸上に形成される。第１実施形態では、ステム挿通穴１１１は、ケース本体１１の上面に形成され、流体入口流路１１２は、ケース本体１１の下面に形成される。

バルブボディ２０は、図１及び図２に示すように、球状に形成され、バルブケーシング１０の内部に収容される。バルブボディ２０は、ステム挿通穴１１１の中心軸と一致する中心軸Ｘを回転中心として、バルブケーシング１０に対して回転可能にバルブケーシング１０の内部に配置される。
バルブボディ２０には、ボディ側入口穴２１と、ボディ側出口穴２２としてのボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２と、ステム連結部２３と、が形成される。
ボディ側入口穴２１は、バルブボディ２０の球面における流体入口流路１１２に対向する位置に開口すると共に、中心軸Ｘに沿って延びる。

ボディ側第１出口穴２２１は、バルブボディ２０の球面に開口すると共に、バルブボディ２０の中心に向かって延び、ボディ側入口穴２１に連続する。ボディ側第２出口穴２２２は、バルブボディ２０の球面に開口すると共に、バルブボディ２０の中心に向かって延び、ボディ側入口穴２１に連続する。
ボディ側第１出口穴２２１は、バルブボディ２０を回転させた場合に、設定された回転角度で後述するシート側第１出口穴３１１を介して第１流体出口流路１３１に連通する位置に開口部が形成される（図５参照）。ボディ側第２出口穴２２２は、バルブボディ２０を回転させた場合に、設定された回転角度で後述するシート側第２出口穴３２１を介して第２流体出口流路１４１に連通する位置に開口部が形成される（図５参照）。

第１実施形態では、ボディ側出口穴２２は２個形成され、ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２は、図２（ｂ）に示すように、ボディ側入口穴２１の延びる方向（中心軸Ｘ）に対して９０度の角度で延びる。また、図２（ｃ）に示すように、ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２は、互いの成す角度θが鈍角（例えば、１６０度）となるように延びる。

ステム連結部２３は、バルブボディ２０の球面におけるステム挿通穴１１１に対向する位置に形成される。ステム連結部２４は、バルブボディ２０の球面の一部が上面視において矩形となるように凹んだ形状に形成される。

バルブシート３０は、バルブボディ２０に接触した状態でバルブケーシング１０の内部に配置される。バルブシート３０の内面は、バルブボディ２０の球面に略対応した曲面形状を有し、これにより、バルブシート３０は、バルブボディ２０を摺動可能に支持する。第１実施形態では、バルブシート３０は、図１に示すように、一方の側部ケース１３側に配置される第１バルブシート３１と、他方の側部ケース１４側に配置される第２バルブシート３２と、を備える。即ち、第１実施形態では、第１バルブシート３１と第２バルブシート３２とによってバルブボディ２０を挟み込んで支持する。

第１バルブシート３１には、シート側第１出口穴３１１が形成される。シート側第１出口穴３１１は、第１流体出口流路１３１に連通する。シート側第１出口穴３１１は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、開口面積の小さい部分３１１ａと、開口面積の大きい部分３１１ｂと、を備える。開口面積の小さい部分３１１ａは、バルブボディ２０を後述する正転方向に回転させた場合に、ボディ側第１出口穴２２１と最初に連通する側に配置され、開口面積の大きい部分３１１ｂは、ボディ側第１出口穴２２１と開口面積の小さい部分３１１ａとが連通した後に連通する側に配置される。
第１実施形態では、第１バルブシート３１におけるシート側第１出口穴３１１の周囲のシート面３１２の曲率は、バルブボディ２０の球面の曲率よりもわずかに小さく設定される。

第２バルブシート３２には、シート側第２出口穴３２１が形成される。シート側第２出口穴３２１は、第２流体出口流路１４１に連通する。シート側第２出口穴３２１は、図４（ａ）及び（ｃ）に示すように、開口面積の小さい部分３２１ａと、開口面積が拡大していく部分３２１ｂと、開口面積の大きい部分３２１ｃと、を備える。開口面積の小さい部分３２１ａは、バルブボディ２０を正転方向に回転させた場合に、ボディ側第２出口穴２２２と最初に連通する側に配置され、開口面積が拡大していく部分３２１ｂは、ボディ側第２出口穴２２２と開口面積の小さい部分３２１ａとが連通した後に連通する側に配置される。そして、開口面積の大きい部分３２１ｃは、ボディ側第２出口穴２２２と開口面積が拡大していく部分３２１ｂとが連通した後に連通する側に配置される。
第１実施形態では、第２バルブシート３２におけるシート側第２出口穴３２１の周囲のシート面３２２の曲率は、バルブボディ２０の球面の曲率よりもわずかに小さく設定される。

バルブステム４０は、円柱状に形成され、ケース本体１１のステム挿通穴１１１に挿入された状態でバルブボディ２０に連結される。バルブステム４０は、ステム挿通穴１１１に配置されたベアリング１１３を介して、バルブケーシング１０に対して回転可能にステム挿通穴１１１に配置される。バルブステム４０は、このバルブステム４０の中心軸Ｘを回転中心としてバルブボディ２０を回転させる。

付勢部材５０は、バルブシート３０と側部ケース１３，１４との間に配置される。第１実施形態では、付勢部材５０は、第１バルブシート３１と一方の側部ケース１３との間、及び第２バルブシート３２と他方の側部ケース１４との間のそれぞれに配置される。付勢部材５０は、バルブシート３０をバルブボディ２０側に付勢し、バルブシート３０とバルブボディ２０との間の密着性（シール性）を高める。付勢部材５０は、例えば、異形線バネにより構成される。

駆動機構９１は、ステッピングモータ及び駆動回路を含んで構成される。駆動機構９１は、減速機構９３を介してバルブステム４０に連結される。駆動回路は、入力されたバルブボディ２０の回転に関する指示信号に対応付けられた回転角度（ステップ数）でバルブボディ２０を回転させるよう、ステップ数に対応した回数のパルス信号をステッピングモータに出力する。そして、ステッピングモータは、所定の回転角度（ステップ数）バルブステム４０を回転させることで、バルブボディ２０を、中心軸Ｘを回転中心として回転させる。

位置検出部９２は、バルブボディ２０の基準位置を検出する。位置検出部９２は、スリットが形成された回転板９２１と、光透過検出部９２２と、原点位置判定部９２３と、を備える。

回転板９２１は、スリット（図示せず）が形成された円板状に形成され、板面がバルブステム４０の軸方向に直交する方向に沿うようにバルブステム４０に取り付けられる。これにより、回転板９２１は、バルブステム４０及びバルブボディ２０と同期して回転する。スリットは、回転板９２１の回転方向に所定角度離間した２つの縁部で挟まれた形状に回転板９２１が切り欠かれて形成される。

光透過検出部９２２は、回転板９２１による透光及び遮光を検出する。光透過検出部９２２は、発光素子及び受光素子を含んで構成される。光透過検出部９２２は、発光素子及び受光素子が回転板９２１を挟むように配置される。
以上の光透過検出部９２２によれば、回転板９２１は、バルブステム４０の回転と同期して回転する。そして、光透過検出部９２２は、回転板９２１のスリットの位置を、受光素子による発光素子からの光の受光の有無により検出することで、バルブステム４０及びバルブステム４０と同期して回転するバルブボディ２０の基準位置を検出する。

原点位置判定部９２３は、光透過検出部９２２により検出されたスリットの縁部の位置をバルブボディ２０の原点位置として判定する。

次に、第１実施形態の多方弁１の動作について、図５を参照しながら説明する。第１実施形態の多方弁１は、バルブボディ２０の回転角度によって、（ｉ）非連通状態、（ｉｉ）第１連通状態、（ｉｉｉ）第２連通状態の３つの連通状態が、この順番で切り替わるように、ボディ側出口穴２２の個数（第１実施形態では２個）、並びにボディ側出口穴２２、シート側第１出口穴３１１、及びシート側第２出口穴３２１の相対的な位置関係及び形状が設定される。
より具体的には、多方弁１は、バルブボディ２０が非連通状態にある位置を起点として、バルブボディ２０を、中心軸Ｘを回転中心として所定方向に回転させることで、（ｉ）非連通状態、（ｉｉ）第１連通状態、（ｉｉｉ）第２連通状態、の順で連通状態（つまり、流体の流通状態）が切り替わる。以下、非連通状態から第１連通状態、第２連通状態に切り替わる側の回転方向を正転方向という。

（ｉ）非連通状態
非連通状態は、図５（ａ）に示すように、ボディ側出口穴２２（ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２）の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１のいずれとも連通しない状態である。第１実施形態では、非連通状態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部は、第１バルブシート３１及びバルブケーシング１０により塞がれる。また、ボディ側第２出口穴２２２の開口部は、第２バルブシート３２及びバルブケーシング１０により塞がれる。これにより、流体入口流路１１２から流入する流体は、第１流体出口流路１３１及び第２流体出口流路１４１のいずれからも流出しない。即ち、非連通状態は、多方弁１の閉位置に対応する。

（ｉｉ）第１連通状態
第１連通状態は、図５（ｂ）に示すように、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通する状態である。第１実施形態では、第１連通状態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１と連通し、ボディ側第２出口穴２２２の開口部はシート側第２出口穴３２１と連通していない。これにより、第１連通状態では、流体入口流路１２１から流入する流体は、第１流体出口流路１３１のみから流出する。第１実施形態では、第１連通状態は、（ａ）連通状態Ａ、及び（ｂ）連通状態Ｂを含む。

（ａ）連通状態Ａ
連通状態Ａは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化するに従って、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が比例的に増加する範囲の状態を示す。
第１実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の小さい部分３１１ａ（図３参照）と連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ａとなる。

（ｂ）連通状態Ｂ
連通状態Ｂは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化しても、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が変化しない範囲の状態を示す。
第１実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の大きい部分３１１ｂと連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ｂとなる。

このように、第１実施形態では、第１連通状態が連通状態Ａを含むことで、第１連通状態において、第１流体出口流路１３１から流出される流体の流量を、比例的に調整できる。

（ｉｉｉ）第２連通状態
第２連通状態は、図５（ｃ）に示すように、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通する状態である。第１実施形態では、第２連通状態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１と連通し、ボディ側第２出口穴２２２の開口部がシート側第２出口穴３２１と連通する。これにより、第２連通状態では、流体入口流路１２１から流入する流体は、第１流体出口流路１３１及び第２流体出口流路１４１の両方から流出する。第１実施形態では、第２連通状態は、（ｃ）連通状態Ｃ、及び（ｄ）連通状態Ｄを含む。

（ｃ）連通状態Ｃ
連通状態Ｃは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化するに従って、シート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が変化しない範囲の状態を示す。
第１実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の大きい部分３１１ｂと連通し、かつ、ボディ側第２出口穴２２２の開口部がシート側第２出口穴３２１の開口面積の小さい部分３２１ａと連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ｃとなる。

（ｄ）連通状態Ｄ
連通状態Ｄは、ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通し、バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化しても、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量が変化しない範囲の状態を示す。
第１実施形態では、ボディ側第１出口穴２２１の開口部がシート側第１出口穴３１１の開口面積の大きい部分３１１ｂと連通し、かつ、ボディ側第２出口穴２２２の開口部がシート側第２出口穴３２１の開口面積が拡大していく部分３２１ｂ又は開口面積の大きい部分３２１ｃと連通しているバルブボディ２０の回転角度の範囲において、連通状態Ｄとなる。

このように、第１実施形態では、第２連通状態が連通状態Ｃを含むことで、第２連通状態において、第２流体出口流路１４１から流出される流体の流量を、比例的に調整できる。

以上説明した第１実施形態の多方弁１によれば、以下のような効果を奏する。

多方弁１を、球面に開口すると共に中心軸Ｘに沿って延びるボディ側入口穴２１、及び球面に開口すると共にボディ側入口穴２１に連続して形成される１個又は２個のボディ側出口穴２２を有する球状のバルブボディ２０と、シート側第１出口穴３１１が形成された第１バルブシート３１及びシート側第２出口穴３２１が形成された第２バルブシート３２を有するバルブシート３０と、を含んで構成した。そして、ボディ側出口穴２２の個数、並びにボディ側出口穴２２、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の相対的な位置関係及び形状を、（ｉ）ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１のいずれとも連通しない非連通状態；（ｉｉ）ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１とのみ連通する第１連通状態；及び（ｉｉｉ）ボディ側出口穴２２の開口部が、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の両方と連通する第２連通状態、の順に流通状態が切り替わるように設定した。これにより、バルブボディ２０を回転させることで、（ｉ）非連通状態、（ｉｉ）第１連通状態、（ｉｉｉ）第２連通状態を切り替えられる。よって、一つの多方弁１により複数の供給先に流体を供給させられる。

第１連通状態が、（ａ）バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化するに従って、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が比例的に増加する連通状態Ａ；及び、（ｂ）バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化しても、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｂを含み、第２連通状態が、（ｃ）バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化するに従って、シート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、シート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｃ；及び（ｄ）バルブボディ２０の正転方向への回転角度が変化しても、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｄを含むように、ボディ側出口穴２２、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の相対的な位置関係及び形状を設定した。これにより、第１連通状態においてシート側第１出口穴３１１から吐出される流体の流量、及び第２連通状態においてシート側第２出口穴３２１から吐出される流体の流量を、それぞれ比例的に変化させられる多方弁１を実現できる。

シート側第１出口穴３１１を、開口面積の小さい部分３１１ａ及び開口面積の大きい部分３１１ｂを含んで構成し、シート側第２出口穴３２１を、開口面積の小さい部分３２１ａ、開口面積が拡大していく部分３２１ｂ、及び開口面積の大きい部分３２１ｃを含んで構成した。そして、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の形状により、吐出される流体の流量を変化させた。これにより、バルブボディ２０に比して加工が容易なバルブシート３０に対しての特殊な形状の穴あけ加工を施すことで、比例的に吐出流量を変化させられる多方弁１を実現できるので、多方弁１の製造を容易に行える。

ボディ側出口穴２２を、ボディ側第１出口穴２２１と、ボディ側第２出口穴２２２と、を含んで構成した。これにより、ボディ側出口穴２２の配置の自由度を高められる。

シート側第１出口穴３１１の周囲のシート面３１２の曲率、及びシート側第２出口穴３２１の周囲のシート面３２２の曲率を、バルブボディ２０の球面の曲率よりもわずかに小さく設定した。これにより、シート側第１出口穴３１１の周囲及びシート側第２出口穴３２１の周囲において、バルブボディ２０との密着性を高められる。よって、シート側第１出口穴３１１の周囲及びシート側第２出口穴３２１の周囲において、バルブシート３０とバルブボディ２０との間に隙間を生じにくくできるので、形成される隙間を通じた流体の意図せぬ流出を抑制でき、吐出される流体の流量をより高い精度で調整できる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る多方弁につき、図６を参照しながら説明する。第２実施形態の多方弁１Ａは、バルブケーシング、バルブボディ及びバルブステムの構成において第１実施形態と異なる。尚、第２実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

第２実施形態では、図６に示すように、球状のバルブボディ２０Ａ、バルブステム４０Ａ及びバルブボディ２０Ａの球面におけるバルブステム４０Ａの反対側からバルブステム４０Ａと同軸上に突出する突出部２５Ａがステンレス等の金属部材を切削加工等することにより一体的に形成される。突出部２５Ａは、円柱状に突出する。そして、ボディ側入口穴２１Ａは、突出部２５Ａからバルブボディ２０Ａの中心に向かって延びる。

また、第２実施形態では、バルブケーシング１０Ａは、流体入口流路１１２Ａがケース本体１１Ａとは別体で構成される。具体的には、バルブケーシング１０Ａは、ケース本体１１Ａ、及び一対の側部ケース１３，１４に加え、流体入口流路１１２Ａが形成された下部ケース１５Ａを備える。第２実施形態では、ケース本体１１Ａには、バルブボディ２０Ａの直径よりも大きな径の開口が形成される。そして、下部ケース１５Ａは、このケース本体１１Ａの開口に取り付けられる。
第２実施形態では、バルブボディ２０Ａは、ケース本体１１Ａのステム挿通穴１１１にバルブステム４０Ａが挿通され、また突出部２５Ａが下部ケース１５Ａの流体入口流路１１２Ａ部分に挿入されることで、バルブケーシング１０Ａに位置決めされる。

第２実施形態の多方弁１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。

バルブボディ２０Ａ及びバルブステム４０Ａを一体的に形成した。これにより、多方弁１Ａを構成する部品点数を減らせる。

［変形例］
以上、本発明の多方弁の好ましい各実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、バルブボディ２０に、ボディ側第１出口穴２２１及びボディ側第２出口穴２２２の２個のボディ側出口穴２２を形成したが、これに限らない。即ち、バルブボディに、１個のボディ側出口穴を形成して、この１個のボディ側出口穴からシート側第１出口穴及び／又はシート側第２出口穴に流体を流出させてもよい。即ち、（ｉ）非連通状態、（ｉｉ）第１連通状態；及び（ｉｉｉ）第２連通状態の順に流通状態が切り替わるように、ボディ側出口穴の個数、並びにボディ側出口穴、シート側第１出口穴及びシート側第２出口穴の相対的な位置関係及び形状を設定できれば、ボディ側出口穴は１個であってもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、付勢部材５０を、第１バルブシート３１と一方の側部ケース１３との間、及び第２バルブシート３２と他方の側部ケース１４との間のそれぞれに配置したが、これに限らない。即ち、付勢部材を、第１バルブシートと一方の側部ケースとの間、又は第２バルブシートと他方の側部ケースとの間の一方のみに配置してもよい。

また、第１実施形態及び第２実施形態では、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の形状により、連通状態Ａ〜連通状態Ｄを実現したが、これに限らない。即ち、ボディ側出口穴の形状により連通状態Ａ〜連通状態Ｄを実現してもよい。また、シート側第１出口穴３１１及びシート側第２出口穴３２１の形状も、実施形態の形状に限らない。

１，１Ａ 多方弁
１０，１０Ａ バルブケーシング
２０，２０Ａ バルブボディ
２１ ボディ側入口穴
２２ ボディ側出口穴
３０ バルブシート
３１ 第１バルブシート
３２ 第２バルブシート
４０，４０Ａ バルブステム
１１２，１１２Ａ 流体入口流路
１３１ 第１流体出口流路
１４１ 第２流体出口流路
２２１ ボディ側第１出口穴
２２２ ボディ側第２出口穴
３１１ シート側第１出口穴
３２１ シート側第２出口穴

Claims (5)

1. バルブケーシングと；中心軸周りに回転可能な状態で前記バルブケーシング内に収容される球状のバルブボディと；前記バルブボディに接触した状態で前記バルブケーシング内に配置されるバルブシートと、を備える多方弁であって、
   前記バルブケーシングは、流体入口流路と；第１流体出口流路と；第２流体出口流路と、を備え、
   前記バルブシートは、前記第１流体出口流路側に配置され、シート側第１出口穴が形成された第１バルブシートと；前記第２流体出口流路側に配置され、シート側第２出口穴が形成された第２バルブシートと、からなり、
   前記バルブボディは、球面に開口すると共に前記中心軸に沿って延びるボディ側入口穴と；球面に開口すると共に該ボディ側入口穴に連続して形成される１個又は２個のボディ側出口穴と、を備え、
   前記ボディ側出口穴、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴は、前記バルブボディを前記中心軸周りに正転させた場合に、
   （ｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴のいずれとも連通しない非連通状態；
   （ｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通する第１連通状態；及び、
   （ｉｉｉ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通する第２連通状態の順に流通状態が切り替わるように、前記ボディ側出口穴の個数、並びに各出口穴の相対的な位置関係及び形状が設定される多方弁。
2. 前記ボディ側出口穴、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴は、
   前記第１連通状態が、（ａ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する連通状態Ａ；及び、（ｂ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴とのみ連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｂを含み、
   前記第２連通状態が、（ｃ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化するに従って、前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が比例的に増加する一方、前記シート側第１出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｃ；及び、（ｄ）前記ボディ側出口穴の開口部が、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴の両方と連通し、前記バルブボディの正転方向への回転角度が変化しても、前記シート側第１出口穴及び前記シート側第２出口穴から吐出される流体の流量が変化しない連通状態Ｄを含むように、
   前記ボディ側出口穴の個数、並びに各出口穴の相対的な位置関係及び形状が設定される、請求項１に記載の多方弁。
3. 前記ボディ側出口穴は、
   前記第１連通状態及び前記第２連通状態において前記シート側第１出口穴と連通するボディ側第１出口穴と、
   前記第２連通状態においてのみ前記シート側第２出口穴と連通するボディ側第２出口穴と、を備える請求項１又は２に記載の多方弁。
4. 前記シート側第１出口穴の周囲のシート面の曲率、及び前記シート側第２出口穴の周囲のシート面の曲率は、前記バルブボディの球面の曲率よりもわずかに小さく設定される請求項１〜３のいずれかに記載の多方弁。
5. 前記バルブボディを回転させるバルブステムを更に備え、
   前記バルブボディ及び前記バルブステムは一体的に成形される請求項１〜４のいずれかに記載の多方弁。
   

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