JP2024044974A - 流路切替装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】流体の圧損を低減できる流路切替装置を提供すること。【解決手段】本開示の一態様は、流路切替装置1において、軸方向の断面にて、回転ディスク連通路60は、内壁がR形状に形成される入口側R形状部91と出口側R形状部101を備え、入口側R形状部91と出口側R形状部101は、回転ディスク連通路60により中心軸Lを中心とする円周方向の異なる位置に配置される入口ポート20aと出口ポート70aとを連通させるときに、入口ポート20aの開口部20bと出口ポート70aの開口部70bのそれぞれに対向する位置に形成されている。【選択図】図13

Description

本開示は、流体が流れる流路を切り替える流路切替装置に関する。
特許文献1には、複数の連通路を備える主弁体を回転させて、連通路により連通させるポートの組み合わせを切り換えることにより、流路を切り換える流路切換弁が開示されている。
特開2019-49364号公報
特許文献1に開示される流路切換弁において、主弁体の回転方向の位置を第2の回転位置にしたときに、2つのポートを連通させる連通路の形状がUの字型となっており、流体は略直角方向に曲がって流れるので、流体の圧損が大きくなってしまう。そして、特許文献1には、このような流体の圧損を低減しようとする対策は何ら開示されていない。
そこで、本開示は上記した課題を解決するためになされたものであり、流体の圧損を低減できる流路切替装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本開示の一形態は、第1部材と、回転軸を中心に回転する回転部材と、第2部材と、を有し、前記回転軸の方向について、前記第1部材、前記回転部材、前記第2部材の順に配置されており、前記第1部材は、ポートを少なくとも1つ備え、前記第2部材は、ポートを複数備え、前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとを連通させる連通路を備え、前記回転部材が回転して、前記連通路により連通させる前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとの組み合わせを切り替えることにより、流体が流れる流路を切り替える流路切替装置において、前記回転軸の方向の断面にて、前記連通路は、内壁がR形状に形成されるR形状部を備え、前記R形状部は、前記連通路により前記回転軸を中心とする円周方向の異なる位置に配置される前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとを連通させるときに、前記第1部材のポートの開口部と前記第2部材のポートの開口部のそれぞれに対向する位置に形成されていること、を特徴とする。
この態様によれば、連通路により回転軸を中心とする円周方向の異なる位置に配置される第1部材のポートと第2部材のポートとを連通させるときに、流体が、R形状部に沿って流れやすくなる。そのため、連通路において、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
上記の態様においては、1つの前記第1部材のポートに対して1つの前記第2部材のポートが前記円周方向の同じ位置に配置されており、前記連通路は、前記回転部材の回転方向の位置が第1の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の同じ位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させ、前記回転部材の回転方向の位置が前記第1の位置から所定の角度回転した第2の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の異なる位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させること、が好ましい。
この態様によれば、回転部材の回転方向の位置が第1の位置であるときに、流体は直線状に流れるので、流体の圧損を非常に低減できる。また、回転部材の回転方向の位置が第2の位置であるときに、流体は第1部材のポートから第2部材のポートへ向かって斜めに流れるので、流体の圧損を低減できる。
上記課題を解決するためになされた本開示の他の形態は、第1部材と、回転軸を中心に回転する回転部材と、第2部材と、を有し、前記回転軸の方向について、前記第1部材、前記回転部材、前記第2部材の順に配置されており、前記第1部材は、ポートを少なくとも1つ備え、前記第2部材は、ポートを複数備え、前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとを連通させる連通路を備え、前記回転部材が回転して、前記連通路により連通させる前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとの組み合わせを切り替えることにより、流体が流れる流路を切り替える流路切替装置において、1つの前記第1部材のポートに対して1つの前記第2部材のポートが前記回転軸を中心とする円周方向の同じ位置に配置されており、前記連通路は、前記回転部材の回転方向の位置が第1の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の同じ位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させ、前記回転部材の回転方向の位置が前記第1の位置から所定の角度回転した第2の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の異なる位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させること、を特徴とする。
この態様によれば、回転部材の回転方向の位置が第1の位置であるときに、流体は直線状に流れるので、流体の圧損を非常に低減できる。また、回転部材の回転方向の位置が第2の位置であるときに、流体は第1部材のポートから第2部材のポートへ向かって斜めに流れるので、流体の圧損を低減できる。
上記課題を解決するためになされた本開示の他の形態は、第1部材と、回転軸を中心に回転する回転部材と、第2部材と、を有し、前記回転軸の方向について、前記第1部材、前記回転部材、前記第2部材の順に配置されており、前記第1部材と前記第2部材は、それぞれ、ポートを3つ以上備え、前記回転部材を回転させて、連通させるポートの組み合わせを切り替えることにより、流路を切り替える流路切替装置において、前記回転軸の方向の断面にて、前記回転部材は、前記第1部材側に設けられ、隣接する前記第1部材のポート同士を連通可能な第1部材側連通路と、前記第2部材側に設けられ、隣接する前記第2部材のポート同士を連通可能な第2部材側連通路と、を備え、前記第1部材側連通路と前記第2部材側連通路は、それぞれ、内壁がR形状に形成されるR形状部を備え、前記第1部材側連通路の前記R形状部は、隣接する前記第1部材のポート同士を前記第1部材側連通路により連通させるときに、前記第1部材のポートの開口部に対向する位置に形成され、前記第2部材側連通路の前記R形状部は、隣接する前記第2部材のポート同士を前記第2部材側連通路により連通させるときに、前記第2部材のポートの開口部に対向する位置に形成されていること、を特徴とする。
この態様によれば、隣接する第1部材のポート同士を第1部材側連通路により連通させ、かつ、隣接する第2部材のポート同士を第2部材側連通路により連通させるときに、流体がR形状部に沿って流れやすくなる。したがって、第1部材側連通路や第2部材側連通路において、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
上記の態様においては、前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートを連通可能な貫通連通路を備えていること、が好ましい。
この態様によれば、第1部材側連通路や第2部材側連通路に加えて貫通連通路を備えていることにより、様々な仕様の流路を形成できる。
上記の態様においては、1つの前記第1部材のポートに対して1つの前記第2部材のポートが前記回転軸を中心とする円周方向の同じ位置に配置されていること、が好ましい。
この態様によれば、貫通連通路を直線状に形成することができる。そのため、貫通連通路において、より効果的に、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
上記の態様においては、全ての前記第1部材のポートおよび/または全ての前記第2部材のポートは、前記回転軸を中心とする円周方向の180°の範囲内に配置されていること、が好ましい。
この態様によれば、全ての第1部材のポートおよび/または全ての第2部材のポートを、円周方向について、集約して配置している。そのため、駆動部材を駆動させる駆動部をポートに干渉しないようにして配置できる場所を広げることができる。したがって、駆動部が配置される場所の自由度が向上する。ゆえに、流路切替装置の体格の大型化を抑制しつつ、駆動部を配置できる。
上記の態様においては、前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートを連通可能な貫通連通路を複数備えていること、が好ましい。
この態様によれば、第1部材のポートと第2部材のポートを連通させる流路パターンをより多く形成することができるので、様々な仕様の流路を形成できる。
本開示の流路切替装置によれば、流体の圧損を低減できる。
第1実施形態の流路切替装置(六方弁である場合)の外観斜視図である。 第1実施形態の流路切替装置の分解斜視図である(駆動部は図示を省略している)。 第1実施形態の流路切替装置の断面図である(駆動部は図示を省略している)。 回転ディスクの上面図である。 固定ディスクの上面図である。 第1実施形態における第1の流路パターンを模式的に示す図であり、ハウジングの上方から見たときをイメージした図である。 第1実施形態における第2の流路パターンを模式的に示す図であり、ハウジングの上方から見たときをイメージした図である。 第1実施形態における第1の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向(図3の上下方向)の断面(図4と図5における一点鎖線で示す位置に相当する位置で回転ディスクや固定ディスクの径方向の外側に向かって見たときの断面)について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図8のA-A断面図である。 図8のB-B断面図である。 図8のC-C断面図である。 図8のD-D断面図である。 第1実施形態における第2の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向の断面を平面状に展開して示した図である。 第2実施形態における第1の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第2実施形態における第2の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第3実施形態における流路パターンAを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図16のE-E断面図である。 図16のF-F断面図である。 第3実施形態にて切替え可能な流路パターンの模式図である。 第3実施形態における流路パターンBを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図20のG-G断面図である。 図20のH―H断面図である。 第4実施形態における流路パターンAを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図23のI-I断面図である。 図23のJ-J断面図である。 第4実施形態にて切替え可能な流路パターンの模式図である。 第4実施形態における流路パターンBを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図27のK-K断面図である。 図27のL-L断面図である。 第5実施形態における流路パターンDを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図30のM-M断面図である。 図30のN-N断面図である。 第5実施形態にて切替え可能な流路パターンの模式図である。 第6実施形態における流路パターンAを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図34のO-O断面図である。 図34のP-P断面図である。 第6実施形態にて切替え可能な流路パターンの模式図である。 第6実施形態における流路パターンBを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図38のQ-Q断面図である。 図38のR-R断面図である。 第7実施形態における流路パターンAを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図41のS-S断面図である。 図41のT-T断面図である。 第7実施形態にて切替え可能な流路パターンの模式図である。 第7実施形態における流路パターンCを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図45のU-U断面図である。 図45のV-V断面図である。 第7実施形態における流路パターンBを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図48のW-W断面図である。 図48のX-X断面図である。 第8実施形態における流路パターンCを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図51のY-Y断面図である。 図51のZ-Z断面図である。 第8実施形態にて切替え可能な流路パターンの模式図である。 第8実施形態における流路パターンDを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図55のAA-AA断面図である。 図55のBB-BB断面図である。 第8実施形態における流路パターンBを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図58のCC-CC断面図である。 図58のDD-DD断面図である。 第8実施形態における流路パターンAを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図61のEE-EE断面図である。 図61のFF-FF断面図である。 第8実施形態における流路パターンEを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図64のGG-GG断面図である。 図64のHH-HH断面図である。 第8実施形態における流路パターンFを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 図67のII-II断面図である。 図67のJJ-JJ断面図である。 第9実施形態において、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第10実施形態において、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第11実施形態において、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第12実施形態における第1の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第12実施形態における第1の流路パターンを示す図であり、ハウジングの上方から見たときをイメージした図である。 第12実施形態における第2の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第12実施形態における第2の流路パターンを示す図であり、ハウジングの上方から見たときをイメージした図である。 第12実施形態における第3の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第12実施形態における第3の流路パターンを示す図であり、ハウジングの上方から見たときをイメージした図である。 第12実施形態における第4の流路パターンを示す図であり、ハウジングと回転ディスクと固定ディスクの軸方向の断面について、その円周方向を平面状に展開して示した図である。 第12実施形態における第4の流路パターンを示す図であり、ハウジングの上方から見たときをイメージした図である。 第12実施形態の流路切替装置を用いた流体システムの第1の温調パターンを示す図である。 第12実施形態の流路切替装置を用いた流体システムの第2の温調パターンを示す図である。 第12実施形態の流路切替装置を用いた流体システムの第3の温調パターンを示す図である。 第12実施形態の流路切替装置を用いた流体システムの第4の温調パターンを示す図である。
本開示の実施形態である流路切替装置について説明する。
<第1実施形態>
まず、第1実施形態について説明する。
(流路切替装置の全体の概要説明)
まず、本実施形態の流路切替装置1の全体の概要について説明する。
図1~図3に示すように、流路切替装置1は、ハウジング11と、弁体部12と、駆動部13を有する。
ハウジング11は、流体が流入する流入流路20と、流体が流出する流出流路30と、を備えている。ここでは、流路切替装置1は、一例として六方弁であり、ハウジング11は、3つの流入流路20と3つの流出流路30とを備えている。そして、3つの流入流路20として、第1流入流路21と第2流入流路22と第3流入流路23とが設けられている。また、3つの流出流路30として、第1流出流路31と第2流出流路32と第3流出流路33とが設けられている。なお、ハウジング11は、例えば樹脂により形成されている。また、ハウジング11は、本開示の「第1部材」の一例である。
また、ハウジング11は、図2や図3や後述する図8などに示すように、複数の流入流路20の弁体部12側の流路口(すなわち、ポート)として、複数の入口ポート20aを備えている。詳しくは、ハウジング11は、第1流入流路21の弁体部12側の流路口として第1入口ポート21aを備え、第2流入流路22の弁体部12側の流路口として第2入口ポート22aを備え、第3流入流路23の弁体部12側の流路口として第3入口ポート23aを備えている。
弁体部12は、ハウジング11の内部に設けられている。この弁体部12は、図2と図3に示すように、回転駆動する板状の回転ディスク40と、板状の固定ディスク50と、を備えている。そして、回転ディスク40と固定ディスク50は、後述する回転ディスク40の円板部41や固定ディスク50の円板部51の中心軸Lの方向(以下、単に「軸方向」という。)に積層して配置されている。すなわち、軸方向について、上方から、ハウジング11、回転ディスク40、固定ディスク50の順に配置されている。なお、中心軸Lは、本開示の「回転軸」の一例である。
なお、回転ディスク40と固定ディスク50は、例えば樹脂により形成されている。また、回転ディスク40は本開示の「回転部材」の一例であり、固定ディスク50は本開示の「第2部材」の一例である。
図2~図4に示すように、回転ディスク40は、円板部41と回転軸部42を備えている。
円板部41は、円板状に形成されており、軸方向に貫通する回転ディスク連通路60を備えている。この回転ディスク連通路60は、ハウジング11の入口ポート20aと、後述する固定ディスク50の出口ポート70aとを連通させる連通路である。ここでは、円板部41は、3つの回転ディスク連通路60を備えている。そして、図2や図4に示すように、3つの回転ディスク連通路60として、第1回転ディスク連通路61と第2回転ディスク連通路62と第3回転ディスク連通路63を備えている。なお、回転ディスク連通路60は、本開示の「連通路」の一例である。
回転軸部42は、その中心軸方向について、一端側にて円板部41と接続しており、他端側にて駆動部13に接続している。この回転軸部42は、その中心軸が円板部41の中心軸Lと一致するようにして、円板部41の中央の位置に設けられている。そして、回転軸部42が駆動部13から回転する動力を得て中心軸を中心に回転することにより、回転軸部42に接続する円板部41がその中心軸Lを中心に回転する。このようにして、回転ディスク40は、駆動部13から回転する動力を得ることにより、中心軸Lを中心に回転する。
図2と図3と図5に示すように、固定ディスク50は、円板部51と円筒部52とを備えている。
円板部51は、円板状に形成されており、軸方向に貫通する固定ディスク連通路70を備えている。ここでは、円板部51は、3つの固定ディスク連通路70を備えている。そして、図2や図5に示すように、3つの固定ディスク連通路70として、第1固定ディスク連通路71と第2固定ディスク連通路72と第3固定ディスク連通路73を備えている。
円筒部52は、円板部51に接続しており、固定ディスク連通路70を囲うようにして円板部51から軸方向に延びるようにして形成されている。ここでは、円筒部52は、3つの固定ディスク連通路70のそれぞれに対応するようにして、3つ形成されている。
また、固定ディスク50の円板部51は、図2や図3や後述する図8などに示すように、複数の固定ディスク連通路70の弁体部12側の流路口として、複数の出口ポート70aを備えている。詳しくは、円板部51は、第1固定ディスク連通路71の弁体部12側の流路口として第1出口ポート71aを備え、第2固定ディスク連通路72の弁体部12側の流路口として第2出口ポート72aを備え、第3固定ディスク連通路73の弁体部12側の流路口として第3出口ポート73aを備えている。
駆動部13は、回転ディスク40の回転軸部42に回転する動力を与えるためのモータ(不図示)を備えている。
以上のような構成の流路切替装置1は、流入流路20と回転ディスク連通路60と固定ディスク連通路70(流出流路30)とを組み合わせることで、流体が流れる流路を形成する。そして、流路切替装置1は、駆動部13により回転ディスク40が回転して、回転ディスク連通路60により連通させるハウジング11の入口ポート20aと固定ディスク50の出口ポート70aとの組み合わせを切り替えることにより、流体が流れる流路を切り替える。
例えば、回転ディスク40の回転方向の位置が第1の位置であるときに、図6と図8に示すように、第1の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路61により第1入口ポート21aと第1出口ポート71aとを連通させて、第1流入流路21と第1固定ディスク連通路71(詳しくは、第1固定ディスク連通路71を介して第1流出流路31)とを連通させる。また、第2回転ディスク連通路62により第2入口ポート22aと第2出口ポート72aとを連通させて、第2流入流路22と第2固定ディスク連通路72(詳しくは、第2固定ディスク連通路72を介して第2流出流路32)とを連通させる。また、第3回転ディスク連通路63により第3入口ポート23aと第3出口ポート73aとを連通させて、第3流入流路23と第3固定ディスク連通路73(詳しくは、第3固定ディスク連通路73を介して第3流出流路33)とを連通させる。なお、図8(および、後述する図13と図14と図15)においては、説明の便宜上、シール部材81を省略して図示している。
そして、これにより、第1流入流路21と(第1固定ディスク連通路71に連通する)第1流出流路31とを連通させる流路と、第2流入流路22と(第2固定ディスク連通路72に連通する)第2流出流路32とを連通させる流路と、第3流入流路23と(第3固定ディスク連通路73に連通する)第3流出流路33とを連通させる流路とを形成することができる。
また、図6に示す第1の流路パターンの状態から、駆動部13により回転ディスク40を回転駆動させて、図7に示す第2の流路パターンに切り替えることができる。
すなわち、回転ディスク40の回転方向の位置が第1の位置から所定の角度回転した第2の位置であるときに、図7と図13に示すように、第2の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路61により第1入口ポート21aと第2出口ポート72aとを連通させて、第1流入流路21と第2固定ディスク連通路72(詳しくは、第2固定ディスク連通路72を介して第2流出流路32)とを連通させる。また、第2回転ディスク連通路62により第2入口ポート22aと第3出口ポート73aとを連通させて、第2流入流路22と第3固定ディスク連通路73(詳しくは、第3固定ディスク連通路73を介して第3流出流路33)とを連通させる。また、第3回転ディスク連通路63により第3入口ポート23aと第1出口ポート71aとを連通させて、第3流入流路23と第1固定ディスク連通路71(詳しくは、第1固定ディスク連通路71を介して第1流出流路31)とを連通させることができる。
そして、これにより、第1流入流路21と(第2固定ディスク連通路72に連通する)第2流出流路32とを連通させる流路と、第2流入流路22と(第3固定ディスク連通路73に連通する)第3流出流路33とを連通させる流路と、第3流入流路23と(第1固定ディスク連通路71に連通する)第1流出流路31とを連通させる流路とを形成することができる。
なお、流路切替装置1は、六方弁に限らず、三方弁や四方弁などのその他の多方弁にすることもできる。そのため、ハウジング11は入口ポート20aを(すなわち、流入流路20を)少なくとも1つ備えていればよく、固定ディスク50は出口ポート70aを(すなわち、ハウジング11は流出流路30を)複数備えていればよい。また、回転ディスク40は回転ディスク連通路60を少なくとも1つ備えていればよく、固定ディスク50は固定ディスク連通路70を複数備えていればよい。
また、本実施形態では、軸方向について、ハウジング11と回転ディスク40との間、および、回転ディスク40と固定ディスク50との間、および、固定ディスク50とハウジング11との間に、それぞれ、弾性部材を設けている。
具体的には、図3に示すように、ハウジング11と回転ディスク40の円板部41との間、および、回転ディスク40の円板部41と固定ディスク50との間には、弾性部材としてシール部材81が設けられている。
このシール部材81は、図2や図4に示すように、回転ディスク40における円板部41にて、長孔状に形成される回転ディスク連通路60の周囲を囲むようにして周状に形成されている。そして、シール部材81は、流路をシールするものであり、流路の一部を形成する回転ディスク連通路60からの流体の漏れを防止する。
なお、シール部材81は、例えばフッ素樹脂(例えば、テフロン(登録商標))により、または、フッ素樹脂を貼付したゴムにより、あるいは、フッ素樹脂やゴム以外の材料により形成されている。
また、固定ディスク50の円板部51とハウジング11との間に、弾性部材としてディスク保持スプリング82が設けられている。このディスク保持スプリング82は、固定ディスク50の3つの円筒部52のそれぞれに配置されるようにして、合計3つ設けられている。
また、固定ディスク50の円筒部52とハウジング11との間に、固定ディスク連通路70のシール性を確保するためのリップシール83が設けられている。
このようにして、軸方向について、ハウジング11と回転ディスク40と固定ディスク50のそれぞれの間に弾性部材を設けることにより、当該弾性部材で回転ディスク40と固定ディスク50を支持している。
(流体の圧損を低減する対策について)
本実施形態では、ハウジング11の入口ポート20aと固定ディスク50の出口ポート70aは、中心軸Lを中心とする円周方向(図4や図5にて一点鎖線で示す円周方向であり、以下、単に「円周方向」という。)の同じ位置に配置されている。すなわち、入口ポート20aと出口ポート70aとが軸方向について同軸上に配置されており、1つの入口ポート20aに対して1つの出口ポート70aが円周方向の同じ位置に配置されている。
具体的には、図8に示すように、第1入口ポート21aと第1出口ポート71a、および、第2入口ポート22aと第2出口ポート72a、および、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aは、それぞれ、円周方向の同じ位置に設けられている。
そして、回転ディスク連通路60は、図8に示すように、第1の流路パターンのときに、入口ポート20aと、入口ポート20aに対して円周方向の同じ位置に配置される出口ポート70aと、を連通させている。
すなわち、第1の流路パターンのときに、第1回転ディスク連通路61は、第1入口ポート21aと当該第1入口ポート21aに対して円周方向の同じ位置に配置される第1出口ポート71aとを連通させている。また、第2回転ディスク連通路62は、第2入口ポート22aと当該第2入口ポート22aに対して円周方向の同じ位置に配置される第2出口ポート72aとを連通させている。また、第3回転ディスク連通路63は、第3入口ポート23aと当該第3入口ポート23aに対して円周方向の同じ位置に配置される第3出口ポート73aとを連通させている。
そして、これにより、第1の流路パターンのときに、流路がストレート状に構成され、流体の圧損を非常に低減できる。すなわち、図8にて矢印で示すように、流体は入口ポート20aから回転ディスク連通路60を介して出口ポート70aへ向かって直線状に流れるので、流体の圧損を非常に低減できる。
また、回転ディスク連通路60は、図13に示すように、第2の流路パターンのときに、入口ポート20aと、入口ポート20aに対して円周方向と異なる位置に配置される出口ポート70aと、を連通させている。
すなわち、第2の流路パターンのときに、第1回転ディスク連通路61は、第1入口ポート21aと当該第1入口ポート21aに対して円周方向に異なる位置に配置される第2出口ポート72aとを連通させている。また、第2回転ディスク連通路62は、第2入口ポート22aと当該第2入口ポート22aに対して円周方向に異なる位置に配置される第3出口ポート73aとを連通させている。また、第3回転ディスク連通路63は、第3入口ポート23aと当該第3入口ポート23aに対して円周方向に異なる位置に配置される第1出口ポート71aとを連通させている。
そして、これにより、第2の流路パターンのときに、流路が斜めに構成され、流体の圧損を低減できる。すなわち、図13にて矢印で示すように、流体は入口ポート20aから回転ディスク連通路60を介して出口ポート70aへ向かって斜めに流れるので、流体の圧損を低減できる。
ここで、本実施形態では、図8~図13に示すように、回転ディスク連通路60は、上段部連通路60aと下段部連通路60bとを備えるようにして、2段の連通路により構成されている。そして、軸方向の断面にて、回転ディスク連通路60は、その内壁がR形状に形成される入口側R形状部91と出口側R形状部101を備えている。
入口側R形状部91は、図13に示すように、第2の流路パターンのときに、入口ポート20aの開口部20bに対向する位置に形成されている。すなわち、入口側R形状部91は、第1入口ポート21aの開口部21bと、第2入口ポート22aの開口部22bと、第3入口ポート23aの開口部23bのそれぞれに対向する位置に形成されている。
出口側R形状部101は、図13に示すように、第2の流路パターンのときに、出口ポート70aの開口部70bに対向する位置に形成されている。すなわち、出口側R形状部101は、第1出口ポート71aの開口部71bと、第2出口ポート72aの開口部72bと、第3出口ポート73aの開口部73bのそれぞれに対向する位置に形成されている。
このようにして、本実施形態では、回転ディスク連通路60は、入口側R形状部91と出口側R形状部101を備えている。そして、これにより、第2の流路パターンのときに、入口ポート20aから回転ディスク連通路60に流入する流体や、回転ディスク連通路60から出口ポート70aに流出する流体が、入口側R形状部91と出口側R形状部101のR形状に沿って流れやすくなる。そのため、回転ディスク連通路60において、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
なお、回転ディスク連通路60は、その内壁がR形状に形成されるR形状部110を備えている。また、入口側R形状部91と出口側R形状部101は、上段部連通路60aを成形する成形型と下段部連通路60bを成形する成形型により成形できる。そして、それぞれの成形型は、上方からおよび下方から型抜きできる。
<第2実施形態>
次に、第2実施形態について説明するが、第1実施形態と異なる点を説明し、第1実施形態と共通する点の説明は省略する。
本実施形態では、図14と図15に示すように、入口ポート20aと出口ポート70aは、円周方向の異なる位置に設けられている。すなわち、入口ポート20aと、出口ポート70aとが、軸方向について同軸上に配置されていない。なお、図14と図15は、3つの入口ポート20aのうちの第1入口ポート21aのみと、3つの出口ポート70aのうちの第1出口ポート71aと第2出口ポート72aのみを図示している。
そして、例えば、図14に示すように、第1の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路61により第1入口ポート21aと第1出口ポート71aとを連通させて、第1流入流路21と第1固定ディスク連通路71(詳しくは、第1固定ディスク連通路71を介して第1流出流路31)とを連通させる。また、図14に示していないが、第2回転ディスク連通路62により第2入口ポート22aと第2出口ポート72aとを連通させて、第2流入流路22と第2固定ディスク連通路72(詳しくは、第2固定ディスク連通路72を介して第2流出流路32)とを連通させる。また、第3回転ディスク連通路63により第3入口ポート23aと第3出口ポート73aとを連通させて、第3流入流路23と第3固定ディスク連通路73(詳しくは、第3固定ディスク連通路73を介して第3流出流路33)とを連通させる。
また、図15に示すように、第2の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路61により第1入口ポート21aと第2出口ポート72aとを連通させて、第1流入流路21と第2固定ディスク連通路72(詳しくは、第2固定ディスク連通路72を介して第2流出流路32)とを連通させる。また、図15に示していないが、第2回転ディスク連通路62により第2入口ポート22aと第3出口ポート73aとを連通させて、第2流入流路22と第3固定ディスク連通路73(詳しくは、第3固定ディスク連通路73を介して第3流出流路33)とを連通させる。また、第3回転ディスク連通路63により第3入口ポート23aと第1出口ポート71aとを連通させて、第3流入流路23と第1固定ディスク連通路71(詳しくは、第1固定ディスク連通路71を介して第1流出流路31)とを連通させる。
そして、本実施形態でも、図14と図15に示すように、回転ディスク連通路60は、上段部連通路60aと下段部連通路60bとを備えるようにして、2段の連通路により構成されている。そして、回転ディスク連通路60は、その内壁がR形状に形成される入口側R形状部92と出口側R形状部102を備えている。
入口側R形状部92は、図14と図15に示すように、第1の流路パターンと第2の流路パターンのときに、入口ポート20aの開口部20bに対向する位置に形成されている。すなわち、入口側R形状部92は、第1入口ポート21aの開口部21bと、第2入口ポート22aの開口部22bと、第3入口ポート23aの開口部23bのそれぞれに対向する位置に形成されている。
出口側R形状部102は、図14と図15に示すように、第1の流路パターンと第2の流路パターンのときに、出口ポート70aの開口部70bに対向する位置に形成されている。すなわち、出口側R形状部102は、第1出口ポート71aの開口部71bと、第2出口ポート72aの開口部72bと、第3出口ポート73aの開口部73bのそれぞれに対向する位置に形成されている。
このようにして、回転ディスク連通路60は入口側R形状部92と出口側R形状部102を備えているので、第1の流路パターンのときも、第2の流路パターンのときも、入口ポート20aから回転ディスク連通路60に流入する流体や、回転ディスク連通路60から出口ポート70aに流出する流体が、入口側R形状部92と出口側R形状部102のR形状に沿って流れやすくなる。そのため、回転ディスク連通路60において、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
<第3実施形態>
本実施形態では、図16に示すように、1つのハウジング11の流入流路20の入口ポート20aに対して1つの固定ディスク50の固定ディスク連通路70の出口ポート70aが、円周方向(図16の左右方向)の同じ位置に配置されている。なお、図16では、ハウジング11は3つの入口ポート20aを備え、固定ディスク50は3つの出口ポート70aを備えた例を示している。
また、流路切替装置1の中心軸Lの方向の断面にて、図16に示すように、回転ディスク40は、ハウジング側連通路111と固定ディスク側連通路112を備えている。ハウジング側連通路111は、ハウジング11側に設けられ、隣接するハウジング11の入口ポート20a同士を連通可能な連通路である。固定ディスク側連通路112は、固定ディスク50側に設けられ、隣接する固定ディスク50の出口ポート70a同士を連通可能な連通路である。
なお、ハウジング側連通路111は、本開示の「第1部材側連通路」の一例である。また、固定ディスク側連通路112は、本開示の「第2部材側連通路」の一例である。
また、ハウジング側連通路111は、図17に示すように、回転ディスク40の円周方向に沿って形成されている。また、固定ディスク側連通路112は、図18に示すように、回転ディスク40の円周方向に沿って形成されている。
そして、図16に示すように、ハウジング側連通路111は、内壁がR形状に形成されるR形状部121を備えている。また、固定ディスク側連通路112は、内壁がR形状に形成されるR形状部122を備えている。そして、ハウジング側連通路111のR形状部121は、隣接する入口ポート20a同士をハウジング側連通路111により連通させるときに、入口ポート20aの開口部20bに対向する位置に形成されている。また、固定ディスク側連通路112のR形状部122は、隣接する出口ポート70a同士を固定ディスク側連通路112により連通させるときに、出口ポート70aの開口部70bに対向する位置に形成されている。
このようにして、ハウジング側連通路111と固定ディスク側連通路112は、流体がUターンするようにして流れやすい流路に形成されており、流体がUターンする隅部にR処理(すなわち、曲線状にする処理)がなされている。そのため、隣接するハウジング11の入口ポート20a同士をハウジング側連通路111により連通させ、かつ、隣接する固定ディスク50の出口ポート70a同士を固定ディスク側連通路112により連通させるときに、流体がR形状部121やR形状部122に沿って流れやすくなる。したがって、ハウジング側連通路111や固定ディスク側連通路112において、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
また、図16に示すように、回転ディスク40は、入口ポート20aと出口ポート70aを連通可能な上下ストレート連通路131を備えている。なお、上下ストレート連通路131は、本開示の「貫通連通路」の一例である。
このようにして、ハウジング側連通路111や固定ディスク側連通路112に加えて上下ストレート連通路131を備えていることにより、様々な仕様の流路を形成できる。
そして、上下ストレート連通路131は、回転ディスク40の中心軸Lの方向(図16の上下方向)について、直線状に形成されている。そのため、上下ストレート連通路131において、より効果的に、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
なお、回転ディスク40(詳しくは、円板部41のハウジング11側の面や固定ディスク50側の面)にて、ハウジング側連通路111や固定ディスク側連通路112や上下ストレート連通路131の周囲を囲むようにしてシール部材81が周状に形成されている。そのため、ハウジング側連通路111と固定ディスク側連通路112と上下ストレート連通路131は、互いにシール部材81によりシールされており連通していない。なお、図16などにおいては、説明の便宜上、シール部材81を省略して図示している。
本実施形態では、回転ディスク40を回転させることにより、図19に示すように、2つの流路パターン、すなわち、流路パターンAと流路パターンBに切り替えることができる。なお、図16や図19などにて矢印の示す方向は、流体の流れ方向の一例を示している。
流路パターンAでは、図16~図19に示すように、ハウジング側連通路111により、第1入口ポート21aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第1出口ポート71aと第3出口ポート73aを連通させている。また、上下ストレート連通路131により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。
流路パターンBでは、図19~図22に示すように、ハウジング側連通路111により、第2入口ポート22aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第2出口ポート72aと第3出口ポート73aを連通させている。また、上下ストレート連通路131により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。
<第4実施形態>
本実施形態では、図23~図25に示すように、全ての入口ポート20aおよび全ての出口ポート70aは、円周方向(図23の左右方向)の180°の範囲内に配置されている。
このようにして、本実施形態では、全ての入口ポート20aや全ての出口ポート70aを、円周方向について、集約して配置している。そのため、駆動部13をポートに干渉しないようにして配置できる場所を広げることができる。例えば、図24に示すような領域αの範囲内に駆動部13を配置することができる。したがって、駆動部13が配置される場所の自由度が向上する。ゆえに、流路切替装置1の体格の大型化を抑制しつつ、駆動部13を配置できる。
また、回転ディスク40は、2つのハウジング側連通路111を備えている。この2つのハウジング側連通路111は、第1ハウジング側連通路111-1と第2ハウジング側連通路111-2である。
また、回転ディスク40は、2つの固定ディスク側連通路112を備えている。この2つの固定ディスク側連通路112は、第1固定ディスク側連通路112-1と第2固定ディスク側連通路112-2である。
そして、本実施形態では、図26に示すように、2つの流路パターン、すなわち、流路パターンAと流路パターンBに切り替えることができる。
流路パターンAでは、図23~図26に示すように、第1ハウジング側連通路111-1により、第1入口ポート21aと第3入口ポート23aを連通させている。また、第1固定ディスク側連通路112-1により、第1出口ポート71aと第3出口ポート73aを連通させている。また、上下ストレート連通路131により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。
流路パターンBでは、図26~図29に示すように、第2ハウジング側連通路111-2により、第2入口ポート22aと第3入口ポート23aを連通させている。また、第2固定ディスク側連通路112-2により、第2出口ポート72aと第3出口ポート73aを連通させている。また、上下ストレート連通路131により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。
なお、変形例として、全ての入口ポート20aまたは全ての出口ポート70aが、すなわち、全ての入口ポート20aと全ての出口ポート70aのいずれか一方のみが、円周方向の180°の範囲内に配置されていてもよい。
<第5実施形態>
本実施形態では、第4実施形態と異なる点として、回転ディスク40を回転させることにより、図33に示すように、3つの流路パターン、すなわち、流路パターンAと流路パターンBの他に、流路パターンDに切り替えることができる。
流路パターンDでは、図30~図33に示すように、上下ストレート連通路131により、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aを連通させている。なお、その他のポートは、いずれのポートにも連通していない。
<第6実施形態>
本実施形態では、図34に示すように、回転ディスク40は、第1実施形態と同様に、入口ポート20aと出口ポート70aを連通可能な回転ディスク連通路60を備えている。
そして、第1実施形態と同様に、回転ディスク連通路60は、入口側R形状部91と出口側R形状部101を備えている。
また、図34~図36に示すように、ハウジング側連通路111と固定ディスク側連通路112は、円周方向(図34の左右方向)について位置をずらして配置されている。
そして、本実施形態では、図37に示すように、2つの流路パターン、すなわち、流路パターンAと流路パターンBに切り替えることができる。
流路パターンAでは、図34~図37に示すように、回転ディスク連通路60により、第1入口ポート21aと第2出口ポート72aを連通させている。また、ハウジング側連通路111により、第2入口ポート22aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第1出口ポート71aと第3出口ポート73aを連通させている。
流路パターンBでは、図37~図40に示すように、回転ディスク連通路60により、第3入口ポート23aと第1出口ポート71aを連通させている。また、ハウジング側連通路111により、第1入口ポート21aと第2入口ポート22aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第2出口ポート72aと第3出口ポート73aを連通させている。
<第7実施形態>
本実施形態では、図41~図43に示すように、回転ディスク40は、3つの上下ストレート連通路131を備えている。この3つの上下ストレート連通路131は、第1上下ストレート連通路131-1と、第2上下ストレート連通路131-2と、第3上下ストレート連通路131-3である。
本実施形態では、回転ディスク40を回転させることにより、図44に示すように、3つの流路パターン、すなわち、流路パターンAと流路パターンCと流路パターンBに切り替えることができる。
流路パターンAでは、図41~図44に示すように、ハウジング側連通路111により、第1入口ポート21aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第1出口ポート71aと第3出口ポート73aを連通させている。また、第2上下ストレート連通路131-2により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。
流路パターンCでは、図44~図47に示すように、第1上下ストレート連通路131-1により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。また、第3上下ストレート連通路131-3により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。なお、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aは、いずれのポートにも連通していない。
流路パターンBでは、図44と図48~図50に示すように、ハウジング側連通路111により、第2入口ポート22aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第2出口ポート72aと第3出口ポート73aを連通させている。また、第2上下ストレート連通路131-2により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。
<第8実施形態>
本実施形態では、図51~図53に示すように、ポートを集約したうえで、空きスペースに新たな上下ストレート連通路131を形成する。このようにして、回転ディスク40は、上下ストレート連通路131を複数備えている。これにより、入口ポート20aと出口ポート70aを連通させる流路パターンをより多く形成することができるので、様々な仕様の流路を形成できる。
具体的には、図51~図53に示すように、回転ディスク40は、4つの上下ストレート連通路131を備えている。この4つの上下ストレート連通路131は、第1上下ストレート連通路131-1と、第2上下ストレート連通路131-2と、第3上下ストレート連通路131-3と、第4上下ストレート連通路131-4である。
そして、回転ディスク40を回転させることにより、図54に示すように、6つの流路パターン、すなわち、流路パターンA~流路パターンFに切り替えることができる。
流路パターンCでは、図51~図54に示すように、第3上下ストレート連通路131-3により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。また、第4上下ストレート連通路131-4により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。なお、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aは、いずれのポートにも連通していない。
流路パターンDでは、図54~図57に示すように、第4上下ストレート連通路131-4により、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aを連通させている。なお、その他のポートは、いずれのポートにも連通していない。
流路パターンBでは、図54と図58~図60に示すように、ハウジング側連通路111により、第2入口ポート22aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第2出口ポート72aと第3出口ポート73aを連通させている。また、第4上下ストレート連通路131-4により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。
流路パターンAでは、図54と図61~図63に示すように、ハウジング側連通路111により、第1入口ポート21aと第3入口ポート23aを連通させている。また、固定ディスク側連通路112により、第1出口ポート71aと第3出口ポート73aを連通させている。また、第1上下ストレート連通路131-1により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。
流路パターンEでは、図54と図64~図66に示すように、第1上下ストレート連通路131-1により、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aを連通させている。また、第2上下ストレート連通路131-2により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。なお、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aは、いずれのポートにも連通していない。
流路パターンFでは、図54と図67~図69に示すように、第1上下ストレート連通路131-1により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aを連通させている。また、第2上下ストレート連通路131-2により、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aを連通させている。また、第3上下ストレート連通路131-3により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aを連通させている。
<第9実施形態>
本実施形態では、図70に示すように、ハウジング側連通路111は、その外周(すなわち、固定ディスク50側の内壁)にて、全体で大きなR形状(曲線状)に形成される大R形状部141を備えている。また、固定ディスク側連通路112は、その外周(すなわち、ハウジング11側の内壁)にて、全体で大きなR形状(曲線状)に形成される大R形状部142を備えている。これにより、ハウジング側連通路111や固定ディスク側連通路112において、流体が緩やかにUターンして流れやすくなるので、流体の圧損を低減できる。
<第10実施形態>
本実施形態では、第9実施形態の仕様に対して、図71に示すように、回転ディスク40は、ハウジング側連通路111のハウジング11側を覆う蓋、および、固定ディスク側連通路112の固定ディスク50側を覆う蓋として、流路アダプタ151を設けている。そして、流路アダプタ151の外周が、大きなR形状(曲線状)に形成されている。これにより、ハウジング側連通路111や固定ディスク側連通路112において、流体の流れの淀みが生じ難くなり、流体の圧損を低減できる。
<第11実施形態>
本実施形態では、第3実施形態の仕様に対して、図72に示すように、回転ディスク40は、ハウジング側連通路111のハウジング11側を覆う蓋、および、固定ディスク側連通路112の固定ディスク50側を覆う蓋として、流路アダプタ151を設けている。そして、流路アダプタ151の角部が、小さなR形状(曲線状)に形成されている。これにより、ハウジング側連通路111や固定ディスク側連通路112において、流体の流れの淀みが生じ難くなり、流体の圧損を低減できる。
<第12実施形態>
本実施形態の流路切替装置1は、八方弁であり、ハウジング11は、4つの流入流路20と4つの流出流路30を備えている。4つの流入流路20は、第1流入流路21と第2流入流路22と第3流入流路23と第4流入流路24である。4つの流出流路30は、第1流出流路31と第2流出流路32と第3流出流路33と第4流出流路34である。
そして、図73に示すように、ハウジング11は、4つの入口ポート20aとして、第1入口ポート21aと第2入口ポート22aと第3入口ポート23aの他に、第4流入流路24の弁体部12(すなわち、回転ディスク40)側の流路口である第4入口ポート24aを備えている。
回転ディスク40(詳しくは、円板部41)は、4つの回転ディスク連通路160を備えている。この4つの回転ディスク連通路160は、第1回転ディスク連通路161と第2回転ディスク連通路162と第3回転ディスク連通路163と第4回転ディスク連通路164である。なお、回転ディスク連通路160は、ハウジング11の入口ポート20aと、固定ディスク50の出口ポート70aとを連通させる連通路である。
また、固定ディスク50(詳しくは、円板部51)は、4つの固定ディスク連通路70を備えている。この4つの固定ディスク連通路70は、第1固定ディスク連通路71と第2固定ディスク連通路72と第3固定ディスク連通路73と第4固定ディスク連通路74である。
そして、図73に示すように、固定ディスク50は、4つの出口ポート70aとして、第1出口ポート71aと第2出口ポート72aと第3出口ポート73aの他に、第4固定ディスク連通路74の弁体部12(すなわち、回転ディスク40)側の流路口である第4出口ポート74aを備えている。そして、第1出口ポート71aと第2出口ポート72aと第3出口ポート73aと第4出口ポート74aは、それぞれ、ハウジング11に備わる第1流出流路31と第2流出流路32と第3流出流路33と第4流出流路34に連通している。
なお、回転ディスク40(詳しくは、円板部41のハウジング11側の面や固定ディスク50側の面)にて、回転ディスク連通路160の周囲を囲むようにしてシール部材81が周状に形成されている。そのため、4つの回転ディスク連通路160は、互いにシール部材81によりシールされており連通していない。なお、図73などにおいては、説明の便宜上、シール部材81を省略して図示している。
このような本実施形態の流路切替装置1において、図73と図74に示すように、第1の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路161により、第1入口ポート21aと第4出口ポート74aとを連通させている。また、第2回転ディスク連通路162により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aとを連通させている。また、第3回転ディスク連通路163により、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aとを連通させている。また、第4回転ディスク連通路164により、第4入口ポート24aと第1出口ポート71aとを連通させている。
なお、図73と後述する図75と図77と図79において、軸方向に連通する連通路を実線で示し、それ以外の回転ディスク40の内部を通る連通路(例えば、径方向に連通する連通路)のうち各流路パターンで実際に連通する連通路のみを破線で示している。
図75と図76に示すように、第2の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路161により、第4入口ポート24aと第4出口ポート74aとを連通させている。また、第2回転ディスク連通路162により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aとを連通させている。また、第3回転ディスク連通路163により、第3入口ポート23aと第3出口ポート73aとを連通させている。また、第4回転ディスク連通路164により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aとを連通させている。
図77と図78に示すように、第3の流路パターンとして、第1回転ディスク連通路161により、第3入口ポート23aと第2出口ポート72aとを連通させている。また、第2回転ディスク連通路162により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aとを連通させている。また、第3回転ディスク連通路163により、第4入口ポート24aと第4出口ポート74aとを連通させている。また、第4回転ディスク連通路164により、第2入口ポート22aと第3出口ポート73aとを連通させている。
図79と図80に示すように、第4の流路パターンとして、第2回転ディスク連通路162により、第2入口ポート22aと第2出口ポート72aとを連通させている。また、第3回転ディスク連通路163により、第3入口ポート23aと第4出口ポート74aとを連通させている。また、第4回転ディスク連通路164により、第1入口ポート21aと第1出口ポート71aとを連通させている。なお、第4入口ポート24aと第3出口ポート73aは、いずれのポートにも連通していない。
なお、図73などに示すように、回転ディスク連通路160は、R形状部171を備えている。これにより、第1実施形態の入口側R形状部91や出口側R形状部101と同様に、流体が、R形状部171に沿って流れやすくなる。そのため、回転ディスク連通路160において、流体が滑らかに流れるので、流体の圧損を低減できる。
そして、このような流路切替装置1を用いた流体システム201として、図81~図84に示すように、例えば、車両に搭載されるシステムであって、バッテリ221やPCU223の温度を調節するシステムを構築することができる。この流体システム201においては、図81~図84に示すように、4つの温調パターンに切り替えることができる。
流体システム201は、流路切替装置1の他に、第1流路211、第2流路212、第3流路213、第4流路214を有する。そして、第1流路211にバッテリ221が設けられ、第2流路212にチラー222が設けられ、第3流路213にPCU223が設けられ、第4流路214にラジエータ224が設けられている。また、第2流路212にポンプ231が設けられ、第3流路213にポンプ232が設けられている。
そして、図81に示すように、第1の温調パターンとして、流路切替装置1を図73や図74に示す第1の流路パターンとする。これにより、流体(例えば、水)を、バッテリ221が設けられる第1流路211と、PCU223が設けられる第3流路213にて循環させるように流す。また、流体を、チラー222が設けられる第2流路212と、ラジエータ224が設けられる第4流路214にて循環させるように流す。そして、このような第1の温調パターンは、例えば、冬季の極低温時において、バッテリ221の暖機と、車内の室温の暖房を行うときに使用される。
また、図82に示すように、第2の温調パターンとして、流路切替装置1を図75や図76に示す第2の流路パターンとする。これにより、流体を、バッテリ221が設けられる第1流路211と、チラー222が設けられる第2流路212と、PCU223が設けられる第3流路213と、ラジエータ224が設けられる第4流路214にて循環させるように流す。そして、このような第2の温調パターンは、例えば、冬季において車内の室温の暖房を行うときや、夏季においてラジエータ224の放熱を行うときに使用される。
図83に示すように、第3の温調パターンとして、流路切替装置1を図77や図78に示す第3の流路パターンとする。これにより、流体を、バッテリ221が設けられる第1流路211と、チラー222が設けられる第2流路212にて循環させるように流す。また、流体を、PCU223が設けられる第3流路213と、ラジエータ224が設けられる第4流路214にて循環させるように流す。そして、このような第3の温調パターンは、例えば、夏季の高温時やバッテリ221の急速充電時において、バッテリ221の冷却やPCUの放熱を行うときに使用される。
図84に示すように、第4の温調パターンとして、流路切替装置1を図79や図80に示す第4の流路パターンとする。これにより、流体を、バッテリ221が設けられる第1流路211と、チラー222が設けられる第2流路212と、PCU223が設けられる第3流路213にて循環させるように流す。そして、このような第4の温調パターンは、例えば、春や秋の冷暖房を必要としない時に、ラジエータ224をバイパスすることで過冷却を防止し、バッテリ221及びPCU223の温度を適温に調整するときに使用される。
なお、上記した実施の形態は単なる例示にすぎず、本開示を何ら限定するものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることはもちろんである。
例えば、ハウジング11は本開示の「第2部材」の一例であり、固定ディスク50は本開示の「第1部材」の一例であるとしてもよい。
また、上記ではハウジング11は3つまたは4つの入口ポート20aを備え、固定ディスク50は3つまたは4つの出口ポート70aを備えた例を示したが、ハウジング11は5つ以上の入口ポート20aを備え、固定ディスク50は5つ以上の出口ポート70aを備えていてもよい。
1 流路切替装置
11 ハウジング
12 弁体部
13 駆動部
20 流入流路
20a 入口ポート
20b 開口部
21 第1流入流路
21a 第1入口ポート
21b 開口部
22 第2流入流路
22a 第2入口ポート
22b 開口部
23 第3流入流路
23a 第3入口ポート
23b 開口部
24 第4流入流路
24a 第4入口ポート
30 流出流路
31 第1流出流路
32 第2流出流路
33 第3流出流路
34 第4流出流路
40 回転ディスク
41 円板部
50 固定ディスク
51 円板部
60 回転ディスク連通路
61 第1回転ディスク連通路
62 第2回転ディスク連通路
63 第3回転ディスク連通路
70 固定ディスク連通路
70a 出口ポート
70b 開口部
71 第1固定ディスク連通路
71a 第1出口ポート
71b 開口部
72 第2固定ディスク連通路
72a 第2出口ポート
72b 開口部
73 第3固定ディスク連通路
73a 第3出口ポート
73b 開口部
74 第4固定ディスク連通路
74a 第4出口ポート
81 シール部材
91,92 入口側R形状部
101,102 出口側R形状部
111 ハウジング側連通路
111-1 第1ハウジング側連通路
111-2 第2ハウジング側連通路
112 固定ディスク側連通路
112-1 第1固定ディスク側連通路
112-2 第2固定ディスク側連通路
121 (ハウジング側連通路の)R形状部
122 (固定ディスク側連通路の)R形状部
131 上下ストレート連通路
131-1 第1上下ストレート連通路
131-2 第2上下ストレート連通路
131-3 第3上下ストレート連通路
131-4 第4上下ストレート連通路
141 (ハウジング側連通路の)大R形状部
142 (固定ディスク側連通路の)大R形状部
151 流路アダプタ
160 回転ディスク連通路
161 第1回転ディスク連通路
162 第2回転ディスク連通路
163 第3回転ディスク連通路
164 第4回転ディスク連通路
171 R形状部
201 流体システム
221 バッテリ
222 チラー
223 PCU
224 ラジエータ
L 中心軸

Claims (8)

  1. 第1部材と、
    回転軸を中心に回転する回転部材と、
    第2部材と、を有し、
    前記回転軸の方向について、前記第1部材、前記回転部材、前記第2部材の順に配置されており、
    前記第1部材は、ポートを少なくとも1つ備え、
    前記第2部材は、ポートを複数備え、
    前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとを連通させる連通路を備え、
    前記回転部材が回転して、前記連通路により連通させる前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとの組み合わせを切り替えることにより、流体が流れる流路を切り替える流路切替装置において、
    前記回転軸の方向の断面にて、
    前記連通路は、内壁がR形状に形成されるR形状部を備え、
    前記R形状部は、前記連通路により前記回転軸を中心とする円周方向の異なる位置に配置される前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとを連通させるときに、前記第1部材のポートの開口部と前記第2部材のポートの開口部のそれぞれに対向する位置に形成されていること、
    を特徴とする流路切替装置。
  2. 請求項1の流路切替装置において、
    1つの前記第1部材のポートに対して1つの前記第2部材のポートが前記円周方向の同じ位置に配置されており、
    前記連通路は、
    前記回転部材の回転方向の位置が第1の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の同じ位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させ、
    前記回転部材の回転方向の位置が前記第1の位置から所定の角度回転した第2の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の異なる位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させること、
    を特徴とする流路切替装置。
  3. 第1部材と、
    回転軸を中心に回転する回転部材と、
    第2部材と、を有し、
    前記回転軸の方向について、前記第1部材、前記回転部材、前記第2部材の順に配置されており、
    前記第1部材は、ポートを少なくとも1つ備え、
    前記第2部材は、ポートを複数備え、
    前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとを連通させる連通路を備え、
    前記回転部材が回転して、前記連通路により連通させる前記第1部材のポートと前記第2部材のポートとの組み合わせを切り替えることにより、流体が流れる流路を切り替える流路切替装置において、
    1つの前記第1部材のポートに対して1つの前記第2部材のポートが前記回転軸を中心とする円周方向の同じ位置に配置されており、
    前記連通路は、
    前記回転部材の回転方向の位置が第1の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の同じ位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させ、
    前記回転部材の回転方向の位置が前記第1の位置から所定の角度回転した第2の位置であるときに、前記第1部材のポートと、前記第1部材のポートに対して前記円周方向の異なる位置に配置される前記第2部材のポートと、を連通させること、
    を特徴とする流路切替装置。
  4. 第1部材と、
    回転軸を中心に回転する回転部材と、
    第2部材と、を有し、
    前記回転軸の方向について、前記第1部材、前記回転部材、前記第2部材の順に配置されており、
    前記第1部材と前記第2部材は、それぞれ、ポートを3つ以上備え、
    前記回転部材を回転させて、連通させるポートの組み合わせを切り替えることにより、流路を切り替える流路切替装置において、
    前記回転軸の方向の断面にて、
    前記回転部材は、
    前記第1部材側に設けられ、隣接する前記第1部材のポート同士を連通可能な第1部材側連通路と、
    前記第2部材側に設けられ、隣接する前記第2部材のポート同士を連通可能な第2部材側連通路と、を備え、
    前記第1部材側連通路と前記第2部材側連通路は、それぞれ、内壁がR形状に形成されるR形状部を備え、
    前記第1部材側連通路の前記R形状部は、隣接する前記第1部材のポート同士を前記第1部材側連通路により連通させるときに、前記第1部材のポートの開口部に対向する位置に形成され、
    前記第2部材側連通路の前記R形状部は、隣接する前記第2部材のポート同士を前記第2部材側連通路により連通させるときに、前記第2部材のポートの開口部に対向する位置に形成されていること、
    を特徴とする流路切替装置。
  5. 請求項4の流路切替装置において、
    前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートを連通可能な貫通連通路を備えていること、
    を特徴とする流路切替装置。
  6. 請求項5の流路切替装置において、
    1つの前記第1部材のポートに対して1つの前記第2部材のポートが前記回転軸を中心とする円周方向の同じ位置に配置されていること、
    を特徴とする流路切替装置。
  7. 請求項4乃至6のいずれか1つの流路切替装置において、
    全ての前記第1部材のポートおよび/または全ての前記第2部材のポートは、前記回転軸を中心とする円周方向の180°の範囲内に配置されていること、
    を特徴とする流路切替装置。
  8. 請求項7の流路切替装置において、
    前記回転部材は、前記第1部材のポートと前記第2部材のポートを連通可能な貫通連通路を複数備えていること、
    を特徴とする流路切替装置。
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