JP2021081043A - 流路切替バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】流路切替バルブにおいて、ハウジング内における不純物の堆積を防止すると共にバルブの作動性を高める。【解決手段】流路切替バルブ１０を構成するハウジング１２には、その第２開口部２８を閉塞する第２カバー部材４０とバルブ９４との間にシールユニット６８が設けられ、そのバルブ９４の他端面９４ａに摺接するシート部材７２の底部８０には、第２カバー部材４０の導入孔５６ａ〜５６ｃに臨み、バルブ９４から離間する方向に向かって傾斜した環状の内周側テーパ部８２が形成される。また、バルブ９４には、複数の導入孔５６ａ〜５６ｃと対向する位置にハウジング１２のバルブ室２４と導入孔５６ａ〜５６ｃとを連通可能な第１及び第２バルブポート９８、１００を備えている。そして、第１及び第２バルブポート９８、１００は、シート部材７２に対向した際に、内周側テーパ部８２よりも径方向内側に大きく開口している。【選択図】図２

Description

本発明は、供給される流体の流路を切り替えて下流側へと出力可能な流路切替バルブに関する。

本出願人は、流体の供給される複数の供給通路と、該流体の排出される単一の排出通路とを有し、前記供給通路のいずれかと前記排出通路との連通状態を切替可能な流路切替バルブを提案している（特許文献１参照）。

この流路切替バルブは、ハウジングと、該ハウジングに収納されるモータと、該モータの駆動作用下に流路を切り替える弁機構部と、前記モータの駆動力を前記弁機構部へと伝達するギア機構とを備え、前記ハウジングのバルブ室には円盤状のバルブが回転自在に収納されている。

そして、モータの駆動作用下に弁機構部のバルブがバルブ室内で回転することにより、バルブに形成されたバルブポートを介して導入ポートと導出ポートとの連通状態を切り替えている。

特開２０１９−１４８３１５号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、ハウジング内における不純物の堆積を防止すると共にバルブの作動性を高めることが可能な流路切替バルブを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、内部にバルブの収納されるハウジングと、流体が供給又は排出される複数のポートを有しハウジングの開口部を閉塞するカバー部材と、カバー部材におけるポートの外周側とバルブとの間に設けられる環状のシール手段とを備え、バルブの回転作用下にハウジングの内部とポートとの連通状態を切り替える流路切替バルブにおいて、
シール手段は、樹脂製材料から形成されバルブの端面に摺接するシート部材と、弾性材料から形成されシート部材とカバー部材との間に設けられるシール部材とから構成され、
バルブに臨むシート部材の端面には、ポートに臨むと共にバルブから離れる方向に向かって傾斜したテーパ部が形成され、
バルブは、複数のポートと対向する位置に複数のポートとハウジングの内部とを連通させるバルブポートを備え、バルブポートは、テーパ部の最大外径よりも大きく開口している。

本発明によれば、流路切替バルブにおいて、ハウジングを閉塞するカバー部材とバルブとの間に環状のシール手段を備え、このシール手段が、樹脂製材料から形成されバルブの端面に摺接するシート部材と、弾性材料から形成されシート部材とカバー部材との間に設けられるシール部材とから構成される。そして、バルブに臨むシート部材の端面には、ポートに臨むと共にバルブから離れる方向に向かって傾斜したテーパ部が形成されている。一方、バルブには、複数のポートと対向する位置に複数のポートとハウジングの内部とを連通させるバルブポートを備え、このバルブポートがテーパ部の最大外径よりも大きく開口するように形成される。

従って、ハウジング内を流れる流体に含まれた不純物がテーパ部へと堆積した場合であっても、バルブの回転作用下にバルブポートとポートとが連通することで、テーパ部の最大外径よりも大きく開口したバルブポートに対してポートから流体が流れることで、テーパ部に堆積した不純物が好適にバルブポートを通じて下流側へと押し流される。

その結果、ポートからバルブポートへと流れる流体の流れを利用してハウジング内における不純物を排除し、テーパ部における不純物の堆積を確実に防止すると共に、不純物の堆積に起因したバルブの動作抵抗の増加が回避されるため作動性を高めることができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流路切替バルブにおいて、カバー部材とバルブとの間に設けられるシール手段のシート部材には、そのバルブに臨む端面にポートに臨み且つバルブから離れる方向へ向かって傾斜したテーパ部が形成され、一方、バルブには、複数のポートと対向する位置に複数のポートとハウジングの内部とを連通させるバルブポートを備え、このバルブポートをテーパ部の最大外径よりも大きく開口させている。

そのため、流体中に含まれる不純物がハウジング内においてテーパ部へと堆積した場合でも、バルブの回転作用下にバルブポートをポートに対して連通させることで、ポートからバルブポートへと流れる流体によってテーパ部に堆積した不純物を好適に下流側へと押し流して確実に排除することができると共に、不純物の堆積に起因したバルブの動作抵抗の増加を回避して作動性を高めることができる。

本発明の実施の形態に係る流路切替バルブの全体断面図である。 図１の流路切替バルブにおけるバルブ及び導入ポート近傍を示す拡大断面図である。 図１の流路切替バルブから第２カバー部材を取り外した状態を示す拡大正面図である。 図１の流路切替バルブにおけるバルブの正面図である。

本発明に係る流路切替バルブについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

流路切替バルブ１０は、例えば、内燃機関を循環する冷却水等の流体の供給先を切り替える目的で用いられ、図１に示されるように、ハウジング１２と、該ハウジング１２に収納されるモータ１４と、該モータ１４の駆動作用下に流路を切り替える弁機構部１６と、前記モータ１４の駆動力を前記弁機構部１６へと伝達するギア機構１８とを含む。そして、流路切替バルブ１０は、図１に示されるようにハウジング１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）が略水平となるように車両における車体等に対して固定される。

ハウジング１２は、例えば、樹脂製材料や金属製材料から形成され、モータ１４の収納されるモータ収納室２０と、ギア機構１８の収納されるギア収納室２２と、後述する弁機構部１６のバルブ９４が収納されるバルブ室２４とを備える。また、ハウジング１２は、ギア収納室２２側となる一端部側（矢印Ａ方向）が第１開口部２６を介して開口し、前記バルブ室２４側となる他端部側（矢印Ｂ方向）が第２開口部２８を介して開口している。

モータ収納室２０は断面略円形状に形成され、ハウジング１２の一端部側において軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交方向に延在するように形成され、その内部にはモータ１４が収納され固定される。ギア収納室２２は、モータ収納室２０と共に第１開口部２６に臨むように形成され、前記モータ収納室２０に隣接した側方に設けられる。

そして、ハウジング１２の第１開口部２６は、モータ収納室２０にモータ１４が収納されると共にギア収納室２２にギア機構１８が収納された状態で、第１カバー部材（カバー部材）３０が装着され閉塞される。

バルブ室２４は、例えば、断面円形状で第２開口部２８を介してハウジング１２の他端部側（矢印Ｂ方向）で開口すると共に、一端部側（矢印Ａ方向）に所定深さで形成される。そして、バルブ室２４は、ハウジング１２の側部に形成された導出ポート（ポート）３２と連通している。

導出ポート３２は、管状に形成されハウジング１２の下部に接続されており、ハウジング１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って延在すると共に、前記ハウジング１２の一端部側（矢印Ａ方向）が開口し、他端部側（矢印Ｂ方向）でバルブ室２４と連通している。なお、ハウジング１２を含む流路切替バルブ１０は、導出ポート３２が下方、後述する導入ポート７０ａ〜７０ｃが上方となるように配置され用いられる。

そして、導出ポート３２の先端には、図示しない配管やチューブ等が接続され、バルブ室２４へ導入された流体が前記導出ポート３２を通じて外部へと排出される。

第２開口部２８は、図１及び図２に示されるように、バルブ室２４に臨むように開口し、その外縁部から径方向外側に突出した複数の取付部３４と、その内周面から径方向外側に向かって段差状に形成された環状段部３６とを有し、各取付部３４の中央にはハウジング１２の軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿ってねじ孔３８がそれぞれ形成されている。そして、第２開口部２８には、バルブ室２４にバルブ９４が収納された状態で第２カバー部材（カバー部材）４０が装着され後述する締結ねじ６０によって固定される。

また、ハウジング１２の内部には、図１に示されるように、ギア収納室２２とバルブ室２４とを接続し、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って一直線状に延在するシャフト孔４２が形成される。そして、シャフト孔４２の内部には、金属製材料から円筒状に形成されたカラー部材４４が設けられている。

このカラー部材４４の中心には、軸方向に貫通した中央孔４６を有し、一端部側（矢印Ａ方向）にブッシュ４８が内嵌され、他端部側（矢印Ｂ方向）にボールベアリングからなる軸受５０が嵌合される。また、シャフト孔４２には、軸受５０に隣接するようにシャフトシール５２が設けられている。そして、シャフト孔４２には、後述する弁機構部１６のシャフト９６が挿通され、ブッシュ４８及び軸受５０によって回転自在に支持されると共に、シャフトシール５２が摺接することでシールされる。

第２カバー部材４０は、例えば、第２開口部２８の開口形状に対応した断面略円形状に形成され、外縁部から径方向外側へと突出した複数の取付フランジ５４と、その中心に対して径方向外側にオフセットして並んで設けられた複数の導入孔（ポート）５６ａ〜５６ｃと、ハウジング１２側（矢印Ａ方向）となる一端面から突出した断面円形状の凸部５８とを含む。なお、ここでは、３つの導入孔５６ａ〜５６ｃを備える場合について説明するが、特にこの数量に限定されるものではない。

取付フランジ５４は、例えば、ハウジング１２の各取付部３４に対応する位置及び数量で形成され、その中央には締結ねじ６０の挿通される貫通孔６２が軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向、厚さ方向）に貫通している。そして、第２カバー部材４０はハウジング１２の第２開口部２８を覆うように装着され、凸部５８がハウジング１２の環状段部３６へと挿入されて係合されることで径方向及び軸方向に位置決めされる。

さらに、第２カバー部材４０は、各取付フランジ５４がハウジング１２の各取付部３４へと当接した状態で、貫通孔６２に締結ねじ６０を挿通させ前記取付部３４のねじ孔３８に対してそれぞれ螺合させることで、第２カバー部材４０が第２開口部２８を閉塞した状態でハウジング１２の他端部へと固定される。

複数の導入孔５６ａ〜５６ｃは、例えば、同一直径で断面円形状に形成され軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通すると共に、断面円形状に形成された第２カバー部材４０の中心から所定距離だけ径方向外側となる位置で、且つ、周方向に沿って互いに等間隔離間して設けられる。また、各導入孔５６ａ〜５６ｃは、図３に示されるように、例えば、第２カバー部材４０の周方向において約１８０°の範囲内に全てが配置されるように、前記周方向の一部にまとまって配置される。

また、第２カバー部材４０には、ハウジング１２側（矢印Ａ方向）となる一端面において導入孔５６ａ〜５６ｃに臨む位置に形成された環状凹部６４と、他端面において前記導入孔５６ａ〜５６ｃに臨む位置に形成された環状溝部６６とが形成される。この環状凹部６４及び環状溝部６６はそれぞれ一端面及び他端面に対して軸方向に窪んで形成される。

そして、各環状凹部６４には、図１及び図２に示されるように、環状のシールユニット（シール手段）６８がそれぞれ装着され、各環状溝部６６には、それぞれ導入ポート（ポート）７０ａ〜７０ｃが装着される。すなわち、シールユニット６８及び導入ポート７０ａ〜７０ｃは、導入孔５６ａ〜５６ｃと同数となるようにそれぞれ３個ずつ設けられる。

シールユニット６８は、図１〜図３に示されるように、第２カバー部材４０の環状凹部６４に対してバルブ９４側（矢印Ａ方向）に設けられ該バルブ９４に摺接するシート部材７２と、該シート部材７２に対して第２カバー部材４０側（矢印Ｂ方向）に設けられたシールリング（シール部材）７４とを含む。

このシート部材７２は、例えば、摩擦係数の小さなテフロン（登録商標）等の樹脂製材料から断面Ｕ字状で環状に形成され、その底部８０がバルブ９４側（矢印Ａ方向）となって摺接し、内部には第２カバー部材４０側（矢印Ｂ方向）に開口した溝部７６が形成されると共に、その中央には軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通した連通孔７８が形成される。

また、シート部材７２の底部８０は、図２に示されるように、該シート部材７２の軸線Ｌに対して略直交するように形成され、その内周側及び外周側には内周側テーパ部（テーパ部）８２及び外周側テーパ部８４がそれぞれ形成される。この内周側テーパ部８２は、底部８０に対して連通孔７８側となる径方向内側に形成され、径方向内側に向かって徐々に該底部８０から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと傾斜している。換言すれば、内周側テーパ部８２は、底部８０に対して後述するバルブ９４から離間する方向に傾斜している。

一方、外周側テーパ部８４は、底部８０に対して径方向外側に形成され、該径方向外側に向かって徐々に該底部８０から離間する方向（矢印Ｂ方向）へと傾斜して形成される。この内周側テーパ部８２及び外周側テーパ部８４は、底部８０に対する傾斜角度が略同一角度となるように形成される。換言すれば、外周側テーパ部８４は、底部８０に対して後述するバルブ９４から離間する方向に傾斜している。

なお、内周側テーパ部８２及び外周側テーパ部８４は、そのシート部材７２とバルブ９４との摺動性を高めるために設けられると共に、該シート部材７２における底部８０の角部が、前記バルブ９４における第１及び第２バルブポート９８、１００の開口へと噛み込んでしまうことを防止する目的で設けられている。

シールリング７４は、例えば、ゴム等の弾性材料から断面Ｘ字状で環状に形成され、シート部材７２の溝部７６へと収納されると共に、一対の第１脚部８６が前記溝部７６に当接すると共に、前記溝部７６から外側へと突出した一対の第２脚部８８が第２カバー部材４０の一端面に対して当接している。

そして、シールユニット６８は、導入孔５６ａ〜５６ｃの一端部側（矢印Ａ方向）を囲むように外周側に配置され、シート部材７２の底部８０がバルブ９４の他端面９４ａに摺接し、シールリング７４の第２脚部８８が第２カバー部材４０の一端面に当接する。また、同時に、第１脚部８６がシート部材７２に当接してバルブ９４側（矢印Ａ方向）へ押圧する。これにより、シート部材７２がバルブ９４に当接した状態で、シールリング７４によって導入孔５６ａ〜５６ｃの外周側とバルブ９４の他端面９４ａとのシールを行っている。

すなわち、シールユニット６８は、導入孔５６ａ〜５６ｃの数量に応じて３個設けられ、シート部材７２の連通孔７８が導入孔５６ａ〜５６ｃと同軸上となるように配置され連通している。

導入ポート７０ａ〜７０ｃは、図１及び図２に示されるように、例えば、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有した管状で略同一形状に形成され、その一端部には径方向外側に拡径したフランジ部９０と、該フランジ部９０の一端面から軸方向（矢印Ａ方向）に突出した環状突起９２とを備える。

そして、導入ポート７０ａ〜７０ｃは、フランジ部９０が第２カバー部材４０の他端面に当接し、その環状突起９２が環状溝部６６へと挿入される。これにより、導入ポート７０ａ〜７０ｃは、導入孔５６ａ〜５６ｃと同軸上となるように配置されて連通し、第２カバー部材４０の他端面から軸方向（矢印Ｂ方向）に突出するように固定される。なお、導入ポート７０ａ〜７０ｃの先端には、図示しない配管やチューブ等が接続され、図示しない機器等から流体が供給される。

モータ１４は、図１に示されるように、例えば、ＤＣモータやステッピングモータ等の回転駆動源が用いられ、ハウジング１２のモータ収納室２０へと収納されると共に、その駆動軸（図示せず）には、後述するギア機構１８を構成するギア（図示せず）が連結されている。そして、モータ１４は、その軸方向がシャフト孔４２の延在方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交するように設けられ、図示しないコントローラからの制御信号に基づいて駆動することで、その駆動軸が回転駆動する。

弁機構部１６は、図１〜図４に示されるように、ハウジング１２のバルブ室２４に設けられる円盤状のバルブ９４と、該バルブ９４の中心に連結されるシャフト９６とを有している。このバルブ９４には、中心から径方向外側となる位置に開口した２つの第１及び第２バルブポート９８、１００を備えると共に、その外縁部には、ハウジング１２側（矢印Ａ方向）に向かって突出したストッパ１０１（図４参照）が形成される。

図３及び図４に示されるように、第１及び第２バルブポート９８、１００は同一形状に形成され、バルブ９４の中心に対して周方向に互いに約９０°離間して形成されている。この第１及び第２バルブポート９８、１００は、バルブ９４の径方向に沿って長尺な長孔状に形成され、バルブ９４の中心側から径方向外側に向かって徐々に径方向に幅広状となるように形成されている。

すなわち、第１及び第２バルブポート９８、１００は、バルブ９４の中心側となる内端部１０２が該バルブ９４の周方向に沿って最も幅狭状となり、径方向外側となる外端部１０４が周方向に最も幅広状となる。

また、第１及び第２バルブポート９８、１００は、その内端部１０２が第２カバー部材４０の導入孔５６ａ〜５６ｃに対して径方向内側となるように形成され、外端部１０４が前記導入孔５６ａ〜５６ｃに対して径方向外側となるように形成されている。さらに、第１及び第２バルブポート９８、１００は、内端部１０２の両端と外端部１０４の両端とを繋ぐ一対の直線部１０６が、該内端部１０２から前記外端部１０４に向かって拡がるように放射状に傾斜している。

そして、バルブ９４は、第２カバー部材４０側（矢印Ｂ方向）となる他端面９４ａが導入孔５６ａ〜５６ｃに臨むように設けられ、シールユニット６８のシート部材７２と摺接する。

シャフト９６は、図１に示されるように、軸方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に沿って所定長さを有し、ハウジング１２のシャフト孔４２及びカラー部材４４の中央孔４６に挿通されることでブッシュ４８及び軸受５０によって回転自在に支持されると共に、外周面に対してシャフトシール５２が摺接する。これにより、シャフトシール５２によってシャフト９６とハウジング１２との間を通じたシャフト孔４２への流体や塵埃等の不純物の流入が防止される。

また、シャフト９６の一端部にはギア機構１８のシャフトギア１０８が連結され、他端部がバルブ９４の中心に連結されることで、前記シャフト９６が前記バルブ９４と一体的に回転する。

ギア機構１８は、シャフト９６の一端部に連結されるシャフトギア１０８と、モータ１４の駆動軸に連結されるギア（図示せず）に噛合されたウォームギア１１０とからなる。このシャフトギア１０８はシャフト９６の一端部側となるギア収納室２２に設けられ、一方、ウォームギア１１０は、シャフトギア１０８とモータ１４との間となるように配置される。

そして、ギア収納室２２内において、ウォームギア１１０とシャフトギア１０８とが略直交するように配置され互いに噛合されることで、モータ１４の駆動力が図示しないギアから前記ウォームギア１１０を介して前記シャフトギア１０８へと伝達され前記シャフト９６がシャフト孔４２で回転する。

本発明の実施の形態に係る流路切替バルブ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、３つの導入ポート７０ａ〜７０ｃには、それぞれ図示しない配管を通じて流体が予め供給されると共に、バルブ９４によって３つの導入孔５６ａ〜５６ｃが覆われた全閉状態を初期状態として説明する。

先ず、上述した初期状態では、バルブ９４によって第２カバー部材４０の各導入孔５６ａ〜５６ｃが全て覆われているため、導入ポート７０ａ〜７０ｃとバルブ室２４との連通が遮断されている。

そのため、各導入ポート７０ａ〜７０ｃに供給されている流体は、導入孔５６ａ〜５６ｃからシールユニット６８の連通孔７８まで流通し、さらに導入孔５６ａ〜５６ｃの外周側に当接したシールリング７４の弾発力によってシート部材７２の底部８０がバルブ９４の他端面９４ａに押し付けられているため、第２カバー部材４０と前記バルブ９４との間における流体の流入が遮断される。

次に、図示しないコントローラからの制御信号に基づきモータ１４に対して制御信号が入力されることで、該モータ１４が所定方向に回転し、図示しないギアに噛合されたウォームギア１１０からシャフトギア１０８へと駆動力が伝達される。

そして、シャフトギア１０８の連結されたシャフト９６がブッシュ４８及び軸受５０に支持された状態で所定量だけ回転し、該シャフト９６と共にバルブ９４がバルブ室２４内で回転する。また、バルブ９４のストッパ１０１がハウジング１２に設けられた回り止め部（図示せず）へと接触することでさらなる回転が規制される。

これにより、図３に示されるように、周方向に沿った３つの導入ポート７０ａ〜７０ｃの２つに対して第１及び第２バルブポート９８、１００がそれぞれ対向する位置となることで、前記第１及び第２バルブポート９８、１００を通じて２つの導入ポート７０ａ、７０ｃとバルブ室２４とが連通した状態となる（図１及び図２参照）。

この際、シート部材７２の底部８０が、シールリング７４の弾発力によって回転するバルブ９４の他端面９４ａに対して常に均等に押圧されているため、前記底部８０と前記バルブ９４との間から流体がバルブ室２４へと漏出することがなく、しかも、前記シールリング７４の第２脚部８８が第２カバー部材４０の一端面に当接することで、シールユニット６８と第２カバー部材４０との間から流体が漏出することもない。

これにより、２つの導入ポート７０ａ、７０ｃから導入孔５６ａ、５６ｃへと供給された流体が、シート部材７２の連通孔７８からバルブ９４の第１及び第２バルブポート９８、１００を通じてバルブ室２４内へとそれぞれ流通する。そして、バルブ室２４に接続された導出ポート３２を通じて流体が外部へと排出され、図示しない機器等へと供給される。

また、上述したようにシャフト９６と共にバルブ９４を回転させ、第１及び第２バルブポート９８、１００と導入孔５６ａ〜５６ｃとの連通状態を切り替えることで、３つの導入孔５６ａ〜５６ｃのうちの少なくとも２つとバルブ室２４とを選択的に連通させ、導入ポート７０ａ〜７０ｃから導出ポート３２へと流体を流通させることが可能となる。

さらに、導入ポート７０ａ〜７０ｃからハウジング１２へと導入される流体には、塵埃等の不純物が含まれていることがあり、前記不純物は、前記導入ポート７０ａ〜７０ｃから導入孔５６ａ〜５６ｃへと流れ、該導入孔５６ａ〜５６ｃに臨むシート部材７２において内周側テーパ部８２の重力方向下方側（矢印Ｃ方向）に溜まりやすい。

このように、内周側テーパ部８２に不純物が堆積してしまった場合でも、バルブ９４の第１及び第２バルブポート９８、１００が前記シート部材７２に臨む位置へと移動した際に、その内端部１０２が前記内周側テーパ部８２に対してさらに重力方向下方（径方向内側）となるように形成している。

そのため、図２に示されるように、導入孔５６ａから第１バルブポート９８へと流れる流体の一部が、内周側テーパ部８２に沿うように斜め下方へと流れることで、前記内周側テーパ部８２に堆積した不純物が前記流体によって下流側（矢印Ａ方向）へと好適に押し流され堆積が解消される。なお、第２バルブポート１００が導入孔５６ａと連通する場合でも同様に、流体の一部を内周側テーパ部８２に沿って流すことで不純物の除去が可能である。

一方、導出ポート３２に対する流体の供給元を切り替える場合には、バルブ９４を回転させ第１及び第２バルブポート９８、１００を別の導入ポート７０ａ〜７０ｃ（導入孔５６ａ〜５６ｃ）に臨む位置へと配置する。これにより、第１及び第２バルブポート９８、１００を通じて別の導入ポート７０ａ〜７０ｃとバルブ室２４と連通させ、前記第１及び第２バルブポート９８、１００と連通した導入ポート７０ａ〜７０ｃ及び導入孔５６ａ〜５６ｃのいずれかを通じて流体がバルブ室２４から導出ポート３２へと供給される。

なお、流路切替バルブ１０は、上述したように第１及び第２バルブポート９８、１００を介して導入ポート７０ａ〜７０ｃのうちのいずれか２つを同時にバルブ室２４と連通させる場合に限定されるものではなく、例えば、第１及び第２バルブポート９８、１００のいずれか一方のみを導入孔５６ａ〜５６ｃ（導入ポート７０ａ〜７０ｃ）のいずれか１つと連通させることで、複数の導入ポート７０ａ〜７０ｃのいずれか１つからの流体を導出ポート３２へと供給するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態では、流路切替バルブ１０を構成するハウジング１２に、複数の導入ポート７０ａ〜７０ｃと連通する複数の導入孔５６ａ〜５６ｃを備え、各導入孔５６ａ〜５６ｃには環状凹部６４を介して環状のシールユニット６８が設けられると共に、前記ハウジング１２のバルブ室２４には、円盤状に形成され第１及び第２バルブポート９８、１００を有したバルブ９４が回転自在に設けられている。

そして、シールユニット６８を構成するシート部材７２は、バルブ９４に摺接する底部８０に対して前記バルブ９４から離間する方向に傾斜した内周側テーパ部８２及び外周側テーパ部８４を有し、一方、第１及び第２バルブポート９８、１００は、ハウジング１２のバルブ室２４と導入孔５６ａ〜５６ｃのいずれかとを連通可能に形成されると共に、前記導入孔５６ａ〜５６ｃに対向した際に、その内端部１０２が導入孔５６ａ〜５６ｃに臨む内周側テーパ部８２に対して径方向内側となるように形成されている。換言すれば、第１及び第２バルブポート９８、１００を、内周側テーパ部８２の最大外周径よりも大きく開口させている。

そして、バルブ９４の切替作用下に第１及び第２バルブポート９８、１００を通じて複数の導入ポート７０ａ〜７０ｃのうちの少なくとも１つ以上と導出ポート３２とが連通して流体が流通する際、この流体中に含まれる塵埃等の不純物が内周側テーパ部８２へと堆積した場合でも、第１及び第２バルブポート９８、１００が内周側テーパ部８２へと対峙した際に、その内端部１０２が前記内周側テーパ部８２よりも径方向内側となるように開口している。

そのため、導入ポート７０ａ〜７０ｃから導入孔５６ａ〜５６ｃへと流れる流体の一部が、内周側テーパ部８２に沿って第１及び第２バルブポート９８、１００の内端部１０２側へと流れることで、前記内周側テーパ部８２に堆積した不純物を好適に下流側へと押し流すことができる。

その結果、流体中に含まれる不純物がハウジング１２内でシールユニット６８に対して堆積してしまうことが確実且つ容易に防止され、それに伴って、前記不純物がバルブ９４とシールユニット６８との間に挟まることに起因した前記バルブ９４の動作不良を回避できるため、該バルブ９４の作動性を高めることができる。

また、第１及び第２バルブポート９８、１００は、バルブ９４において径方向内側となる内端部１０２及び径方向外側となる外端部１０４のみを内周側テーパ部８２に対して径方向外側となるように開口した長孔状に形成している。

そのため、例えば、断面円形状で内周側テーパ部８２の最大外周径よりも大きく開口したバルブポートを設けた場合と比較し、前記バルブ９４の周方向において第１バルブポート９８と第２バルブポート１００との離間距離を大きく確保することができる。その結果、断面円形状のバルブポートを複数設ける場合と比較し、バルブ９４の周方向に沿った寸法を小さく形成して小型化を図ることが可能となる。

さらに、第１及び第２バルブポート９８、１００は、バルブ９４の中心から放射状に延びる直線部１０６を有した長孔状に形成している。そのため、バルブ９４が回転して第１及び第２バルブポート９８、１００と導入孔５６ａ〜５６ｃとが連通する開弁時において、前記直線部１０６が断面円形状に形成されたシート部材７２の連通孔７８を横切るように移動することで、例えば、バルブポートを円形状に形成した場合と比較し、前記第１及び第２バルブポート９８、１００を通じた流体の流量特性をリニアに近づけることができ、流量制御性を高めることができる。

さらに、上述した流路切替バルブ１０においては、複数の導入ポート７０ａ〜７０ｃから単一の導出ポート３２へと流体を流通させる場合について説明したが、例えば、前記導出ポート３２側から前記導入ポート７０ａ〜７０ｃへと流体を流通させるように用いた場合でも、シート部材７２の内周側テーパ部８２に堆積する不純物を好適に除去することが可能である。

さらに、バルブ９４に設けられるバルブポートの数量、ハウジング１２における導入ポート７０ａ〜７０ｃの数量は、上述した数量に限定されるものではなく、必要に応じてそれぞれ適宜設定すればよい。また、バルブ９４に設けられるバルブポートは、周方向に沿って複数設けられる場合に限定されるものではなく、例えば、周方向に沿って所定長さで延在した長孔状に形成されていてもよい。

なお、本発明に係る流路切替バルブは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…流路切替バルブ １２…ハウジング
１６…弁機構部 ２４…バルブ室
３２…導出ポート ５６ａ〜５６ｃ…導入孔
６８…シールユニット ７０ａ〜７０ｃ…導入ポート
７２…シート部材 ７４…シールリング
８２…内周側テーパ部 ８４…外周側テーパ部
９４…バルブ ９６…シャフト
９８…第１バルブポート １００…第２バルブポート
１０２…内端部 １０４…外端部
１０６…直線部

Claims (3)

1. 内部にバルブの収納されるハウジングと、流体が供給又は排出される複数のポートを有し該ハウジングの開口部を閉塞するカバー部材と、前記カバー部材におけるポートの外周側と前記バルブとの間に設けられる環状のシール手段とを備え、前記バルブの回転作用下に前記ハウジングの内部と前記ポートとの連通状態を切り替える流路切替バルブにおいて、
   前記シール手段は、樹脂製材料から形成され前記バルブの端面に摺接するシート部材と、弾性材料から形成され前記シート部材と前記カバー部材との間に設けられるシール部材とから構成され、
   前記バルブに臨む前記シート部材の端面には、前記ポートに臨むと共に前記バルブから離れる方向に向かって傾斜したテーパ部が形成され、
   前記バルブは、前記複数のポートと対向する位置に前記複数のポートと前記ハウジングの内部とを連通させるバルブポートを備え、該バルブポートは、前記テーパ部の最大外径よりも大きく開口している、流路切替バルブ。
2. 請求項１記載の流路切替バルブにおいて、
   前記バルブポートは、前記バルブにおける径方向内側及び径方向外側のみが前記テーパ部の外径以上に開口する、流路切替バルブ。
3. 請求項２記載の流路切替バルブにおいて、
   前記バルブポートは、前記バルブの中心から放射状に延びる直線部を有する、流路切替バルブ。

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