JP2023038775A - 弁装置及び弁本体部 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えつつ、配管の仕様変更などに容易に対応できる弁装置を提供する。【解決手段】弁装置１は、複数の孔を備えた雄ソケット２２、及び連通路を備えて前記雄ソケット内で回転する弁体を有する弁本体部２と、複数の配管部を備え、前記雄ソケットに係合または係脱可能な雌ソケット３１を有する継手本体部３と、前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合した状態で、前記弁本体部と前記継手本体部とを連結する連結機構と、を含み、前記弁体の回転位置に応じて、前記弁体の連通路及び前記雄ソケットの孔を介して、前記雌ソケットの配管部の少なくとも２つが連通する。【選択図】図４

Description

本発明は、弁装置に関する。

例えば流体の配管系統の途中に組み付けられて、流体の流路の切換や開閉制御を行う弁装置として、流路切換弁が知られている。特許文献１には、連通路を備えた弁体と、該弁体が回転可能に収容される弁室と、該弁室に連通する入口流路及び複数の出口流路とを有する弁本体とを備え、前記弁体の回転動作によって、前記連通路を介して、前記入口流路と前記複数の出口流路のいずれかとを連通する流路切換弁が開示されている。

特開２０１８－１１５６９１号公報

ところで、配管の仕様に応じて、弁本体に設ける入口流路と出口流路の位置が変わる場合がある。入口流路と出口流路の位置が変わった場合、同じ流路切換弁を使用することができないため、従来は、流路切換弁を新たに設計し直すことが行われており、それによりコストの増大を招いていた。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、コストを抑えつつ、配管の仕様変更などに容易に対応できる弁装置を提供することを目的とする。

本発明の弁装置は、
複数の孔を備えた雄ソケット、及び連通路を備えて前記雄ソケット内で回転する弁体を有する弁本体部と、
複数の配管部を備え、前記雄ソケットに係合または係脱可能な雌ソケットを有する継手本体部と、
前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合した状態で、前記弁本体部と前記継手本体部とを連結する連結機構と、を含み、
前記弁体の回転位置に応じて、前記弁体の連通路及び前記雄ソケットの孔を介して、前記雌ソケットの配管部の少なくとも２つが連通する、ことを特徴とする。

本発明によれば、コストを抑えつつ、配管の仕様変更などに容易に対応できる弁装置を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る弁装置の斜視図である。 図２は、弁装置の正面図である。 図３は、弁装置を図1のＡ－Ａ線を通る断面で切断して側面視した図である。 図４は、弁本体部と継手本体部とを分離した状態で示す弁装置の斜視図である。 図５は、弁本体部と、別な継手本体部とを分離した状態で示す弁装置の斜視図である。 図６は、第２の実施形態にかかる弁本体部と継手本体部とを分離した状態で示す弁装置の斜視図である。

以下、本発明に係る弁装置の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る弁装置１の斜視図である。図２は、弁装置１の正面図である。図３は、弁装置１を図1のＡ－Ａ線を通る断面で切断して側面視した図である。図４は、弁本体部２と継手本体部３とを分離した状態で示す弁装置１の斜視図である。

弁装置１は、主として、弁本体部２と、継手本体部３とを有する。ここで、弁本体部２側を上方とし、継手本体部３側を下方として説明を行う。

弁本体部２は、出力軸２１ａを下方に突出させたモータ部２１と、出力軸２１ａを囲うようにモータ部２１から延在する雄ソケット２２と、雄ソケット２２の内側に配置されたシート部２３Ｈ，２３Ｊと、出力軸２１ａの先端に接合された弁体２４とを有する。出力軸２１ａの回転軸線をＬとする。

雄ソケット２２は、第１内側壁２２ａと、第２内側壁２２ｂと、第３内側壁２２ｃと、第４内側壁（第２内側壁２２ｂに対向しており、図示されない）と、これら側壁の下端に連設された正方形状の底壁２２ｅとを有する。鍔状部２２ｆが、第１内側壁２２ａと、第２内側壁２２ｂと、第３内側壁２２ｃと、第４内側壁（図示されない）の内側面に連設されて、出力軸２１ａ側に向かって延在している。鍔状部２２ｆの中央に、中空円筒部２２ｇが連設されている。第１内側壁２２ａと、第２内側壁２２ｂと、第３内側壁２２ｃと、第４内側壁（図示されない）と、中空円筒部２２ｇの上端は、モータ部２１に固定されている。雄ソケット２２は、例えば上側の部品と下側の部品とを別個に成形し、それらの間にシート部２３Ｈ、２３Ｊや弁体２４を内挿したうえで、接合線ＢＬにて溶着することにより一体化される。雄ソケット２２内が弁室ＶＣを構成する。

出力軸２１ａは、中空円筒部２２ｇを貫通して、その下端から下方に突出している。出力軸２１ａと中空円筒部２２ｇとは、相対回転可能に嵌合しており、両者間には、Ｏ－リングＯＲ１が配設されている。

第１内側壁２２ａは、第１中間孔２２ｈを有し、第２内側壁２２ｂは、第２中間孔２２ｉ（図４）を有し、第３内側壁２２ｃは、第３中間孔２２ｊを有するが、第４内側壁（図示されない）は孔を有していない。第１中間孔２２ｈの周囲の第１内側壁２２ａと、第２中間孔２２ｉの周囲の第２内側壁２２ｂと、第３中間孔２２ｊの周囲の第３内側壁２２ｃには、それぞれシール溝２２ｐが形成されており、各シール溝２２ｐ内には、Ｏ－リングＯＲ２が配置されている。

第１内側壁２２ａの上端中央近傍外面には、第１内側壁２２ａからの距離が下方に向かうに従って減少する第１楔部２２ｋが形成され、第２内側壁２２ｂの上端中央近傍外面には、第２内側壁２２ｂからの距離が下方に向かうに従って減少する第２楔部２２ｍ（図４）が形成され、第３内側壁２２ｃの上端中央近傍外面には、第３内側壁２２ｃからの距離が下方に向かうに従って減少する第３楔部２２ｎが形成されている。同様に、第４内側壁の上端中央近傍外面には、第４内側壁からの距離が下方に向かうに従って減少する第４楔部（図示されない）が形成されている。各楔部の形状、および雄ソケット２２の下端からの設置高さは、共通している。

環状のシート部２３Ｈが、雄ソケット２２の第１内側壁２２ａの内側に配置され、環状のシート部２３Ｊが、第３内側壁２２ｃの内側に配置されている。第１内側壁２２ａに対向するシート部２３Ｈは、第１中間孔２２ｈに対向して第１内孔２３ｈを有し、第３内側壁２２ｃに対向するシート部２３Ｊは、第３中間孔２２ｊに対向して第３内孔２３ｊを有する。第２内側壁２２ｂ及び第４内側壁の内側には、シート部は配置されていない。

第１内孔２３ｈと、第３内孔２３ｊの周囲の外側面には、それぞれシール溝２３ａが形成されており、各シール溝２３ａ内には、Ｏ－リングＯＲ４が配置されている。

第１内孔２３ｈと第３内孔２３ｊの内方端部内周には、各内孔に繋がるようにして球面座２３ｃがそれぞれ形成されている。

シート部２３Ｈ，２３Ｊの間に配置された弁体２４は、略球形状を有し、その外周面が球面状部２４ｃを形成している。球面座２３ｃの全周にわたって球面状部２４ｃを当接させることで、両者間の密封を確保しつつ、弁体２４は、出力軸２１ａと共に軸線Ｌの周囲を回転可能となっている。なお、球面座２３ｃ及び球面状部２４ｃを、互いに当接し合う円錐座及び円錐状部としてもよい。

弁体２４は、第１内孔２３ｈ、第３内孔２３ｊに対向する上下方向位置にて、軸線Ｌの回りに９０度位相で、２つの開口２４ａ、２４ｂを形成している。開口２４ａ、２４ｂは、弁体２４を貫通しておらず、その内方端同士が弁体２４の内部で連通して連通路を形成している。

継手本体部３は、樹脂製であって、第１外側壁３ａと、第２外側壁３ｂと、第３外側壁３ｃと、第４外側壁３ｄと、これら側壁の下端に連設された正方形状の底壁３ｅとから形成される雌ソケット３１を有する。底壁３ｅは、雄ソケット２２の底壁２２ｅよりも外寸が大きい。

第１外側壁３ａには、第１中間孔２２ｈに対向して第１配管部３ｈが形成され、第２外側壁３ｂに対向する側面には、第２中間孔２２ｉに対向して第２配管部３ｉが形成され、第３外側壁３ｃに対向する側面には、第３中間孔２２ｊに対向して第３配管部３ｊが形成されている。第４外側壁３ｄには、配管部は形成されていない。第１配管部３ｈと第３配管部３ｊの軸線Ｏは共通であって軸線Ｌに直交し、第２配管部３ｉの軸線Ｘは、軸線Ｌ及び軸線Ｏに直交する。各配管部は、不図示の配管に接続されている。

第１外側壁３ａの上端中央には、第１矩形枠３ｋが連設され、第２外側壁３ｂの上端中央には、第２矩形枠３ｍが連設され、第３外側壁３ｃの上端中央には、第３矩形枠３ｎが連設され、第４外側壁３ｄの上端中央には、第４矩形枠３ｑが形成されている。各矩形枠の形状は共通であり、矩形枠の内側開口は楔部を内包することが可能である。なお、矩形枠の上端内側面に、楔部に対応して傾斜した斜面ＴＰ（図３）を設けると、組み付けをより円滑に行うことができる。第１楔部２２ｋ、第２楔部２２ｍ、第３楔部２２ｎ、第４楔部と、第１矩形枠３ｋ、第２矩形枠３ｍ、第３矩形枠３ｎ、第４矩形枠３ｑとで連結機構を構成する。

（弁本体部と継手本体部との組付）
弁本体部２と継手本体部３とは、それぞれ独立して製作される。弁本体部２と継手本体部３とを組み付ける場合、図４に示すように、継手本体部３の上方に弁本体部２を配置して、両者を相対的に接近させると、弁本体部２の雄ソケット２２が継手本体部３の雌ソケット３１内に進入して係合するとともに、第１楔部２２ｋ、第２楔部２２ｍ、第３楔部２２ｎ、第４楔部に対し、第１矩形枠３ｋ、第２矩形枠３ｍ、第３矩形枠３ｎ、第４矩形枠３ｑが接近する。

弁本体部２と継手本体部３との相対移動に応じて、矩形枠（枠部ともいう）は、それぞれ楔部に乗り上がることで弾性変形し、楔部を乗り越えた時点で弾性変形が復帰する。これにより矩形枠内に楔部が位置し、すなわち楔部の上面により矩形枠が係止されることで、弁本体部２と継手本体部３とは定位置で保持され、両者の分離が阻止される。

かかる状態で、継手本体部３の第１外側壁３ａと、第２外側壁３ｂと、第３外側壁３ｃと、第４外側壁３ｄに、雄ソケット２２の第１内側壁２２ａと、第２内側壁２２ｂと、第３内側壁２２ｃと、第４内側壁（図示されない）とが、それぞれ対向し、また底壁２２ｅの下面が底壁３ｅの上面に当接する。

このとき、第１配管部３ｈに対して、第１中間孔２２ｈ及び第１内孔２３ｈが連通する。第２配管部３ｉは、第２中間孔２２ｉを介して弁室ＶＣに連通する。第３配管部３ｊに対して、第３中間孔２２ｊ及び第３内孔２３ｊが連通する。

（弁装置の動作）
図３に示す状態では、弁体２４の開口２４ａが第１内孔２３ｈに対向し、開口２４ｂが弁室ＶＣに連通するが、第３内孔２３ｊは弁体２４の外周面で閉鎖される。かかる状態では、第１配管部３ｈと第２配管部３ｉとが、第１中間孔２２ｈ及び第１内孔２３ｈ、弁体２４内の連通路、弁室ＶＣおよび第２中間孔２２ｉを介して相互に連通するが、第３配管部３ｊは閉止された状態となる。

これに対し、モータ部２１に給電することにより、出力軸２１ａを９０度回転させると、弁体２４の開口２４ａが弁室ＶＣに連通し、開口２４ｂが第３内孔２３ｊに対向するが、第１内孔２３ｈは弁体２４の外周面で閉鎖される。かかる状態では、第２配管部３ｉと第３配管部３ｊとが、第２中間孔２２ｉ、弁室ＶＣ、弁体２４内の連通路、および第３中間孔２２ｊ及び第３内孔２３ｊを介して連通するが、第１配管部３ｈは閉止された状態となる。

このように、本実施形態の弁装置１によれば、モータ部２１への給電により出力軸２１ａを回転させることで、第１配管部３ｈと第２配管部３ｉとの間、または第２配管部３ｉと第３配管部３ｊとの間というように、流体の流れを切り換えることができる。

（弁本体部と別な継手本体部との組付）
図５は、弁本体部２と、別な継手本体部３Ａとを分離した状態で示す弁装置１Ａの斜視図である。弁本体部２は、図１～４に示すものと共通である。また、継手本体部３Ａは、図１～４に示すものと同様に、第１外側壁３Ａａと、第２外側壁３Ａｂと、第３外側壁３Ａｃと、第４外側壁３Ａｄと、これら側壁の下端に連設された正方形状の底壁３Ａｅとからなる雌ソケット３１Ａを有する。

第１外側壁３Ａａの上端中央には、第１矩形枠３Ａｋが連設され、第２外側壁３Ａｂの上端中央には、第２矩形枠３Ａｍが連設され、第３外側壁３Ａｃの上端中央には、第３矩形枠３Ａｎが連設され、第４外側壁３Ａｄの上端中央には、第４矩形枠３Ａｑが形成されている。

また、第１外側壁３Ａａには、第１配管部３Ａｈが形成され、第３外側壁３Ａｃには、第３配管部３Ａｊが形成されているが、第２外側壁３Ａｂには配管部が形成されていない。しかし、底壁３Ａｅに底部配管部３Ａｆが形成されている。

なお、継手本体部３Ａを用いる場合、内方端が相互に連通した開口を側壁と底壁に設けた弁体（不図示）を用いると好ましい。

弁本体部２と継手本体部３Ａとを組み付ける場合、その相対移動に応じて、矩形枠３Ａｋ～３Ａｑは、それぞれ楔部２２ｋ～２２ｎに乗り上がることで弾性変形し、楔部を乗り越えた時点で弾性変形が復帰する。これにより矩形枠内に楔部が位置し、すなわち楔部の上面により矩形枠が係止されることで、弁本体部２と継手本体部３Ａとは定位置で保持され、両者の分離が阻止される。なお、矩形枠３Ａｋ～３Ａｑを楔部２２ｋ～２２ｎから離脱させることで、弁本体部２と継手本体部３Ａとは係脱可能である。

継手本体部３Ａを用いた場合、モータ部２１への給電により出力軸２１ａを回転させることで、第１配管部３Ａｈと底部配管部３Ａｆとの間、または第３配管部３Ａｊと底部配管部３Ａｆとの間というように、流体の流れを切り換えることができる。

このように、弁本体部２と継手本体部３，３Ａとの連結部を共通化することで、弁本体部２を共通として、継手本体部３，３Ａを交換するのみで、様々な配管の仕様に適用することができ、弁装置１，１Ａのコストを低減することができる。

以上の実施形態において、弁本体部２と継手本体部３，３Ａとを、軸線Ｌ回りに９０度位相で相対回動させても、矩形枠と楔部との位置関係は不変であるから、取り付けが可能である。継手本体部は、以上の形状に限られない。

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態にかかる弁本体部２Ｂと継手本体部３Ｂとを分離した状態で示す弁装置１Ｂの斜視図である。本実施形態において、弁本体部２Ｂと継手本体部３Ｂとを連結する連結機構を除き、上述した実施形態と同様であるため、重複説明を省略する。

本実施形態においては、雄ソケット２２Ｂの第３内側壁２２Ｂｃの下端に接続された底壁２２Ｂｅを貫通するようにして、一対の貫通孔２２Ｂｓが平行に形成されている。また、雌ソケット３１Ｂにおける第３外側壁３Ｂｃ（および対向する第１外側壁３Ｂａ）の下端近傍に、貫通孔２２Ｂｓに対応して一対の円形開口３Ｂｓが形成されている。

弁本体部２Ｂと、継手本体部３Ｂとの連結には、コ字状（またはＵ字状）のピン部材４を用いる。ピン部材４は、例えば金属の丸棒を折り曲げて形成され、一対の平行ピン部４ａと、平行ピン部４ａの端部同士を連結する連結ピン部４ｂとを備える。貫通孔２２Ｂｓ、円形開口３Ｂｓ、ピン部材４により連結機構を構成する。

弁本体部２Ｂと継手本体部３Ｂとを組み付ける場合、図６に示すように、継手本体部３Ｂの上方に弁本体部２Ｂを配置して、両者を相対的に接近させると、雄ソケット２２Ｂが継手本体部３Ｂ内に進入するとともに、貫通孔２２Ｂｓが円形開口３Ｂｓに整列する。

そこで、ピン部材４の平行ピン部４ａを、円形開口３Ｂｓから貫通孔２２Ｂｓに挿入する。挿入された平行ピン部４ａは、貫通孔２２Ｂｓを貫通して、反対側の第１外側壁３Ｂａの開口に嵌合する。円形開口３Ｂｓと貫通孔２２Ｂｓとにわたって平行ピン部４ａが延在することより、弁本体部２Ｂと継手本体部３Ｂとは定位置で保持され、両者の分離が阻止される。なお、平行ピン部４ａを円形開口３Ｂｓから抜き出すことで、弁本体部２Ｂと継手本体部３Ｂとは係脱可能である。

例えば、平行ピン部４ａの先端に径方向に貫通する小孔を設けておき、第１外側壁３Ｂａの開口から突き出させた該先端の小孔にスナップピンや割ピンなどを差し入れて、平行ピン部４ａの抜け防止を図ってもよい。

明らかであるが、第１外側壁と第３外側壁に、同様な円形開口を形成した継手本体部であれば、ピン部材４を用いて弁本体部２Ｂに組み付けることができる。このため第１実施形態と同様に、弁本体部２Ｂを共通として、継手本体部を交換するのみで、様々な配管の仕様に適用することができ、弁装置１Ｂのコストを低減することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されない。本発明の範囲内において、上述の実施形態の任意の構成要素の変形が可能である。また、上述の実施形態において任意の構成要素の追加または省略が可能である。

１、１Ａ、１Ｂ 弁装置
２、２Ｂ 弁本体部
２１ モータ部
２２、２２Ｂ 雄ソケット
２３ シート部
２４ 弁体
３、３Ａ、３Ｂ 継手本体部
３１、３１Ａ、３１Ｂ 雌ソケット
４ ピン部材

本発明は、弁装置及び弁本体部に関する。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、コストを抑えつつ、配管の仕様変更などに容易に対応できる弁装置及び弁本体部を提供することを目的とする。

本発明の弁装置は、
複数の孔を備えた雄ソケット、及び連通路を備えて前記雄ソケット内で回転する弁体を有する弁本体部と、
複数の配管部を備え、前記雄ソケットに係合または係脱可能な雌ソケットを有する継手本体部と、
前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合した状態で、前記弁本体部と前記継手本体部とを連結する連結機構と、を含み、
前記弁体の回転位置に応じて、前記弁体の連通路及び前記雄ソケットの孔を介して、前記継手本体部の配管部の少なくとも２つが連通する、ことを特徴とする。
本発明の弁本体部は、
複数の配管部、及び雌ソケットを有する継手本体部に連結機構を介して連結されることにより弁装置を構成可能な弁本体部であって、
前記継手本体部の前記雌ソケットに対し係合又は係脱可能な雄ソケットと、
前記雄ソケットに備えられた複数の孔と、
前記雄ソケット内で回転可能であって、連通路を備えた弁体と、を有し、
前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合した係合状態で、前記連結機構により前記継手本体部と前記弁本体部との分離が阻止され、
前記係合状態において、前記弁体の回転位置に応じて、前記弁体の連通路及び前記雄ソケットの孔を介して、前記配管部の少なくとも２つが連通する、ことを特徴とする。

本発明によれば、コストを抑えつつ、配管の仕様変更などに容易に対応できる弁装置及び弁本体部を提供することができる。

Claims (6)

1. 複数の孔を備えた雄ソケット、及び連通路を備えて前記雄ソケット内で回転する弁体を有する弁本体部と、
   複数の配管部を備え、前記雄ソケットに係合または係脱可能な雌ソケットを有する継手本体部と、
   前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合した状態で、前記弁本体部と前記継手本体部とを連結する連結機構と、を含み、
   前記弁体の回転位置に応じて、前記弁体の連通路及び前記雄ソケットの孔を介して、前記雌ソケットの配管部の少なくとも２つが連通する、
   ことを特徴とする弁装置。
2. 前記雄ソケットは、前記孔を備えた内側壁を複数有し、
   前記雌ソケットは、前記配管部を備えた外側壁を複数有し、
   前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合した状態で、前記内側壁の孔と、前記外側壁の配管部とが対向する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
3. 前記連結機構は、前記内側壁に形成された楔部と、前記外側壁に形成された枠部とを有し、
   前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合したときに、前記枠部内に前記楔部が収容され、前記弁本体部と前記継手本体部との分離が阻止される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
4. 前記弁本体部と前記継手本体部とが接近するにつれて、前記枠部が前記楔部に乗り上がることで弾性変形し、前記枠部内に前記楔部が収容されたとき、前記枠部は弾性変形から復帰する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の弁装置。
5. 前記枠部の上端内側面に、前記楔部に対応する斜面を備えた、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の弁装置。
6. 前記連結機構は、前記雌ソケットに形成された開口と、前記雄ソケットに形成された貫通孔と、ピン部材とを有し、
   前記雄ソケットと前記雌ソケットが係合したときに、重なった前記開口と前記貫通孔とに前記ピン部材を挿入することにより、前記弁本体部と前記継手本体部との分離が阻止される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の弁装置。
   
   

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