JP2023094336A - ロータリバルブ - Google Patents
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Abstract
Description
また、例えば、同図11に示すように、弁本体部77の外周面によって、環状壁部72の径方向におけるパッキン81の内側部82が弾性変形されることで、流出口74の周りで、環状壁部72及び弁本体部77の間がシールされる。流出口74がパッキン81を介して弁本体部77によって閉塞された状態となり、環状壁部72内の流体FLが流出口74からロータリバルブ70の外部へ流出することを規制される。
・治具を用いてパッキン81の内側部82を弾性変形させて、弁本体部77が収容されるスペースを一時的に拡大する。拡大したスペースに弁本体部77を挿入し、その後に治具を抜き出す。
従って、上記いずれの方法も、弁体76の組み付け性の点で改良の余地が残されている。
仮に、大径部が両方のパッキンに同時に対向すると、両方のパッキンから反力が大径部に作用する。より詳しくは、両パッキンの反力を合成した荷重が大径部に作用する。この荷重は、軸部の軸線を挟んで両パッキンの配置されていない側へ向かう。上記荷重は偏荷重として、弁本体部及び軸部を介して軸シール部材に対し、弁体の径方向における一方向から伝わる。
図1に示すように、ロータリバルブ10は、図示しないポンプ等の流体供給源から供給される水等の流体FLの流路11の途中に設けられている。より詳しくは、流路11は、流体供給源に接続された共通流路12と、共通流路12から分岐した第1分岐流路13及び第2分岐流路14とを備えている。ロータリバルブ10は、第1分岐流路13及び第2分岐流路14が共通流路12から分岐する部分に配置されており、第1分岐流路13及び第2分岐流路14に流れる流体FLの流量を調整する役割を担っている。この流量の調整により、図6に示すように、流体FLを第1分岐流路13及び第2分岐流路14の両方に流したり、図10に示すように、一方(第2分岐流路14)にのみ流したりすることが可能である。
ハウジング15は、カバー16及びボディ21を備えている。
カバー16は板状をなしており、軸線ALに沿う方向へ延びる軸受穴17を中心部分に有している(図5参照)。軸受穴17は、カバー16においてボディ21側(図2の上側)の面において開口している。
図6に示すように、環状壁部22には、収容部25への流体FLの流入口27が形成されている。また、環状壁部22の複数箇所には、収容部25からの流体FLの流出口が形成されている。本実施形態では、環状壁部22において、流入口27から周方向へ離れた箇所に第1流出口31が形成されている。さらに、環状壁部22において、流入口27及び第1流出口31の両者から周方向に離れた箇所には、第2流出口35が形成されている。第1流出口31及び第2流出口35は、環状壁部22の周方向における一部、本実施形態では、略半分の領域において、同周方向に隣り合っている。環状壁部22の周方向における残りの領域には、上記流入口27が形成されているだけで、流出口は形成されていない。流入口27、第1流出口31及び第2流出口35は、略円形をなしている。
図2、図3及び図6に示すように、弁体41は、その骨格部分を構成する弁本体部42と、軸部とを備えている。弁本体部42は、軸線ALに沿う方向に延びる円柱状をなしており、上記収容部25に配置(収容)されている。弁本体部42は、軸線ALに沿う方向に互いに離間した状態で配置された円板状の一対の端壁部43,44を備えている。両端壁部43,44は、それらの外周部間に設けられた連結部45によって連結されている。この連結部45は、弁本体部42における円筒状の外周面46の一部を、自身の外周面46aとして有している。
図3及び図6に示すように、両パッキン55,56は、互いに同一の構成を有している。各パッキン55,56は、ゴム等の弾性材料によって形成されている。一方のパッキン55は、上記パッキン装着部33に装着されており、環状壁部22における第1流出口31の周縁部と弁本体部42の外周面46との間に位置している。他方のパッキン56は、上記パッキン装着部37に装着されており、環状壁部22における第2流出口35の周縁部と弁本体部42の外周面46との間に位置している。両パッキン55,56は、第1流出口31及び第2流出口35と同様、環状壁部22の周方向における一部(略半分)の領域において、同方向に隣り合っている。
各パッキン本体部57には、弁体41の径方向に延びる円形の孔59が形成されている。各孔59は、第1流出口31及び第2流出口35のそれぞれと同程度の内径を有している。パッキン55,56毎の孔59の内径は、弁本体部42の周方向における連結部45の寸法よりも小さい。各孔59は、これを連結部45によって塞ぐことのできる大きさに形成されている。パッキン55の孔59は第1流出口31に対向し、パッキン56の孔59は第2流出口35に対向している。
図7及び図8に示すように、本実施形態のロータリバルブ10は、弁本体部42の外周面46の形状に特徴を有している。従来のロータリバルブは、上記外周面が単一の外径を有する円筒面によって構成されている。これに対し、本実施形態では、外周面46が大径部51及び小径部52を備えている。
<(1)弁体41の組み付けについて>
弁体41の組み付けに際しては、図3及び図4に示すように、パッキン55がパッキン装着部33に装着され、パッキン56がパッキン装着部37に装着される。これとは別に、弁体41の軸部49に軸シール部材61が被せられる。次に、弁本体部42が環状壁部22内、より正確には、収容部25のうち、パッキン55,56とは異なる箇所に挿入される。この挿入の過程で、軸部49が軸受孔26(図5参照)に挿通される。
ここで、小径部52の外径は、大径部51の外径よりも小さい。大径部51の外径は、パッキン55,56の内側部58を弾性変形させて、弁本体部42がパッキン55,56毎の内側部58との間でシールを行なうことのできる大きさに設定されている。
(1-2)特に、本実施形態では、小径部52の外径は、同小径部52が両パッキン55,56の内側部58に対向したとき、両内側部58から離間する大きさに設定されている。そのため、弁本体部42と内側部58との間で干渉が起こりにくく、弁本体部42を環状壁部22内に対し、さらに挿入しやすくなり、弁体41の組み付け性が一層向上する。
ロータリバルブ10の作動時には、軸部48,49を中心として弁体41が回転される。
(2-1)このとき、パッキン55の内側部58が大径部51(連結部45)によって弾性変形させられる。第1流出口31の周りで環状壁部22及び弁本体部42(連結部45)の間がシールされる。第1流出口31は、パッキン55を介して大径部51(連結部45)によって塞がれた状態となる。
そのため、共通流路12から流入口27を通って収容部25内に流入した流体FLは、可動流路47を流れた後に第2流出口35を通り、第2分岐流路14へ流出される。流体FLは、第1流出口31を通過せず、第1分岐流路13へ流出されない。
仮に、大径部51が第1流出口31及び第2流出口35の両者に同時に対向すると、両方のパッキン55,56から反力が大径部51に作用する。より詳しくは、両パッキン55,56の反力を合成した荷重が大径部51に作用する。この荷重は、軸線ALを挟んで両パッキン55,56の配置されていない側へ向かう。上記荷重は偏荷重として、弁本体部42及び軸部49を介して軸シール部材61に対し、弁体41の径方向における一方向から伝わる。
・軸線ALに沿う方向における閉塞部23及びカバー16の位置が、上記実施形態とは逆の関係となるように変更されてもよい。例えば、図5では、カバー16が環状壁部22の上側に配置され、閉塞部23が同環状壁部22の下部に形成されてもよい。
これに対し、上記回転位相で、全ての流出口に対し大径部51が対向すると、全ての流出口が塞がれた状態となる。収容部25内の流体FLは、全ての流出口を通ってロータリバルブ10の外部へ流出することを規制される。流体FLの流れがロータリバルブ10によって遮断される。
・弁本体部42における可動流路47の形状が、上記実施形態とは異なる形状に変更されてもよい。
・小径部52の外径は、大径部51の外径よりも小さいことを条件に、パッキン55,56の内側部58(シール部)に接触する、又は軽く圧入する大きさに設定されてもよい。この場合にも、弁本体部42の外径が全周にわたって大径部51の外径と同一である場合に比べ、弁本体部42とパッキン55,56の内側部58との間で生ずる干渉が少ない。従って、弁本体部42を環状壁部22内に挿入しやすくする効果が得られる。
<パッキン55,56に関する事項>
・パッキン55,56におけるパッキン本体部57の外形形状が、矩形とは異なる形状に変更されてもよい。
・パッキン55,56における孔59の形状が円形とは異なる形状に変更されてもよい。
・上記ロータリバルブ10は、流体FLとして、水とは異なる種類の液体が流される流路に設けられるロータリバルブや、流体FLとして液体に代えて気体が流される流路に設けられるロータリバルブにも適用可能である。
15…ハウジング
22…環状壁部
26…軸受孔
27…流入口
31…第1流出口(流出口)
35…第2流出口(流出口)
41…弁体
42…弁本体部
46…外周面
47…可動流路
48,49…軸部
51…大径部
52…小径部
55,56…パッキン
58…内側部
61…軸シール部材
FL…流体
Claims (5)
- 環状壁部を有し、かつ流体の流入口が形成されるとともに、前記環状壁部の周方向における1箇所又は複数箇所に前記流体の流出口が形成されたハウジングと、
前記環状壁部内に配置され、かつ前記流入口及び前記流出口を連通させる可動流路が形成された円柱状の弁本体部を有し、かつ軸部により前記ハウジングに回転可能に支持された弁体と、
前記環状壁部における前記流出口毎の周縁部、及び前記弁本体部における外周面の間に配置されたパッキンと
を備え、前記弁体の回転に伴い回転位相が変化することにより前記流出口の開度を調整するロータリバルブであって、
前記弁本体部の外周面は、前記環状壁部の径方向における前記パッキンの内側部を弾性変形させることで、前記流出口の周りで、前記環状壁部及び前記弁本体部の間をシールする大径部と、前記大径部に対し、前記弁本体部の周方向に異なる箇所に位置し、かつ前記大径部よりも外径の小さな小径部とを備え、
前記回転位相は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでいるロータリバルブ。 - 前記小径部の外径は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向したときに、全ての前記内側部から離間する大きさに設定されている請求項1に記載のロータリバルブ。
- 前記流出口は、前記環状壁部の周方向における複数箇所に形成され、
前記回転位相は、前記大径部が少なくとも1つの前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでいる請求項1又は2に記載のロータリバルブ。 - 前記流出口は、前記環状壁部の周方向における2箇所に形成され、
前記回転位相は、前記大径部が一方の前記パッキンの前記内側部のみに対向する回転位相を含んでいる請求項3に記載のロータリバルブ。 - 2つの前記流出口は、前記環状壁部の周方向における一部の領域で、同周方向に隣り合っており、
前記ハウジングには、前記軸部が挿通される軸受孔が形成され、
前記軸部の周囲であって、同軸部と前記軸受孔の内壁面との間には、環状の軸シール部材が配置されている請求項4に記載のロータリバルブ。
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