JP2514117B2 - 流体管路用二方向切換え弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】イ．発明の目的 (1) 産業上の利用分野 この発明は、流体管路中に介装され、内蔵した弁体の回
動操作により流体の流れ方向を二方向に選択的に切り換
える二方向切換え弁に関し、特には、大径の流体管路に
適用される二方向切換え弁に関する。

【０００２】(2) 従来の技術 この種の二方向切換え弁は、大径用のものとなると作用
する流体圧力は極めて大きいものとなる。このため、弁
体の切換え作動に大きな力を要し、駆動装置の大型化す
る。また、シート部のシール機能の確保に特別な配慮が
必要となり、加工精度が高まり、製作費用の高騰化を招
く。更に、シート部は摺接状態を採り、該シート部の耐
久性にも問題がある。

【０００３】(3) 発明が解決しようとする問題点 本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、この種の
二方向切換え弁において、切換え操作が軽く、シール機
能に優れ、かつ耐久性のある大口径管路への使用にも適
する二方向切換え弁を提供することを目的とする。

【０００４】ロ．発明の構成 (1) 問題点を解決するための手段 本発明の二方向切換え弁は上記目的を達成するために、
次の構成を採る。すなわち、内部に弁室を有し、該弁室
に連通し、少なくとも１つの流入開口部と実質的に直角
方向に分岐する２つの流出開口部とが形成された、弁箱
本体と蓋体とからなる弁箱と、前記弁箱の弁室内に設置
され、支軸回りに回動するとともに、前記２つの流出開
口部の弁座にその側面に形成されたシート面部で当接す
る板状の弁体と、前記弁体の上部に配置され、該弁体の
上縁の前記支軸に遠い端部に一端を枢着され、他端を前
記蓋体に枢着され、クランク腕よりなる回動機構と、を
備えてなることを特徴とする。

【０００５】(2) 作用 弁体はその側面部で弁座に当接するので、密封作用が確
実かつ向上し、かつ摺接作用がないので、耐久性が向上
する。弁体の切換え動作が主軸の最も遠い位置に力点が
あるので、小さな作用力で行われる。

【０００６】(3) 実施例 本発明の流体管路用二方向切換え弁の実施例を図面に基
づいて説明する。図１〜図４は本二方向切換え弁（以
下、単に「切換え弁」という）Ｖの一実施例を示す。す
なわち、図１及び図２はこの切換え弁Ｖの内部構造を示
し、図３はその上部の配置構造を示し、図４はその部分
を示す。

【０００７】図１〜図３を参照して、この切換え弁Ｖ
は、内部に弁室１ａを有し、該弁室１ａに連通して３方
向に開口部１ｂ，１ｃ，１ｄをもち、弁箱本体２と蓋体
３とからなる弁箱１；該弁箱１の弁室１ａ内に設置され
支軸４回りに回動する弁体５；該弁体５の上部に設置さ
れ弁体５を回動する弁体回動機構６；の各主要機構を含
み、その他、前記弁体回動機構６に連動する主駆動装置
７、弁体５内に設置される副弁８、該副弁８を回動する
副弁回動機構９、を含む。

【０００８】以下、各部の詳細構造を説明する。弁箱１
において弁箱本体２は、弁室１ａに連通して、流入開口
部１ｂ及び流出開口部１ｃ，１ｄを有する他、上部開口
部１ｅを有する。流入開口部１ｂと第１流出開口部１ｃ
とは同一軸線上に配され、第２流出開口部１ｄはこれら
の開口部１ｂ，１ｃの軸線に直交する。弁箱１における
弁室１ａは、本実施例では四分円筒状をなし、弁体５の
作動軌跡に対応して形成されているが、勿論この形状に
のみ限定されるものでない。そして、この四分円筒部の
弁室１ａにおいて、第１・第２流出開口部１ｃ，１ｄに
連通して縮径された円形の弁孔１３，１４が形成され、
該弁孔１３，１４に臨んでそれぞれパッキング１５，１
６を装着した第１及び第２の弁座１７，１８が形成され
る。弁室１ａの直角角部には、支軸４を取り付けるため
の棚部２０が、複数段（本実施例では２段）にわたって
弁箱本体２から突設される。２０ａは該棚部に開設され
た支軸挿通孔である。この支軸挿通孔２０ａの同一直線
上に弁箱本体２内にも支軸４の下端を受け入れる凹部２
０ｂが形成されている。弁箱本体２より突設して形成さ
れた流入開口部１ｂ、流出開口部１ｃ，１ｄには、それ
ぞれフランジ２２，２３，２４が形成され、該フランジ
２２，２３，２４を介して流体管との接続がなされる。
上部開口部１ｅの上端にはフランジ２５が外方に張設さ
れ、該フランジ２５上にパッキングを介して蓋体３が水
密に取り付けられる。蓋体３には、そのほぼ中央に駆動
軸挿通孔３ａが、また、支軸４の直上位置に副駆動軸挿
通孔３ｂがそれぞれ開設されている。

【０００９】弁体５は所定の厚さを有する平板状をな
し、鉛直状に立てられたその一端において弁室１ａに突
設する棚部２０を所要の隙間を存して受け入れる凹部５
ａが凹設され、また、該端部を前記凹部５ａを含めて上
下に縦貫する支軸挿通孔５ｂが穿設されている。しかし
て、弁体５はその凹部５ａを棚部２０に臨ませ、かつ、
その支軸挿通孔５ｂを棚部２０の支軸挿通孔２０ａ及び
凹部２０ｂに共軸状態に配され、支軸４はこれらの支軸
挿通孔５ｂ、２０ａに軸受２７を介して挿通される。支
軸４の下端は凹部２０ｂに嵌入される。支軸４はピン２
８をもって棚部２０に固定され、支軸４自体は不動状態
となり、弁体５は支軸４に対して回動自在となる。弁体
５の両面には、弁室１ａの弁座１７，１８に当接する環
状のシート面部３０が形成される。該シート面部３０は
肉厚にして、平坦面状に形成される。

【００１０】弁体回動機構６は弁体５の上部に設置さ
れ、弁体５側にピン固定される駆動杆３２と、弁箱１の
蓋体３側に回動自在に配される回動腕３３と、これらの
駆動杆３２と回動腕３３とを連結するピン３４とからな
るリンク機構を主体とする。もっと詳しくは、駆動杆３
２は比較的長めの棒状体よりなり、その一端において弁
体５の上端に埋設固定されたピン３６に回動自在に挿通
され、他端においては前記したピン３４が挿入固定され
る。一方、回動腕３３は比較的短めの棒状体をなし、そ
の一端において前記ピン３４を回動自在に受け入れ、そ
の他端においては回動駆動軸３７が一体的に立設され、
該駆動軸３７を蓋体３の中央孔３ａにパッキング３８を
介して蓋体３の上部に突出させて挿通される。

【００１１】主駆動装置７は、蓋体３の上部に載置さ
れ、主駆動頭４０から入力される回転駆動力をウォーム
軸部４１・ウォーム部４２を介して弁体回動機構６の駆
動軸３７に伝達する。

【００１２】副弁８は、弁体５のシート面部３０内にお
いて、可及的上位、かつ、支軸４寄りに配され、弁体５
とは、別機構の副弁回動機構９をもって回動させられ
る。もっと詳しくは、副弁８は弁本体４４と弁軸４５と
からなり、小型の蝶形弁をなし、弁体５に開設された開
口４６に弁軸４５の回転をもって開閉自在に設置され、
その弁軸４５は弁体５の上部に突設される。

【００１３】副弁回動機構９は、支軸４の上端に回動自
在に被嵌させる主動歯車部材４８、副弁８の弁軸４５の
上端に嵌合固定させる従動歯車４９、これらの間に配さ
れる中間歯車５０からなる。中間歯車５０は弁体５上に
立設されたピン５１回りに回動する。主動歯車部材４８
は、下端の歯車部４８ａと上部の副駆動軸部４８ｂとか
らなり、歯車部４８ａの回転は該歯車部４８ａに順次噛
合する中間歯車５０、従動歯車４９を順次回転する。ま
た、主動歯車部材４８の副駆動軸部４８ｂは蓋体３の副
駆動軸通孔３ｂにパッキング５２を介して蓋体３の上部
に突出させて挿通される。副駆動軸部４８ｂの上端には
スパナの係合される駆動軸頭部４８ｃが形成され、スパ
ナによる回動力を受ける。

【００１４】この切換え弁Ｖにおいて、流入開口部１
ｂ、第１，第２流出開口部１ｃ，１ｄにはそれぞれ流体
管が接続される。

【００１５】このように構成された本実施例の切換え弁
Ｖは次のように作動する。今、図１・図２に示す状態に
おいては、流体は流入開口部１ｂから弁室１ａ内へ流れ
込み、弁体５によって流れ方向を変えられ、流入方向と
直角の第２流出開口部１ｄから流れ出る。

【００１６】この流れを切り換えるとき、先ず、副弁回
動機構９を駆動し、副弁８を開弁する。すなわち、副弁
回動機構９からの回転入力は主動歯車車部材４８を回動
させ、該主動歯車部材４８の歯車部４８ａに順次噛合す
る中間歯車５０更には従動歯車４９を回転させ、副弁８
を開動作する。この副弁８が開弁することにより、流水
の一部は副弁８を介して第１流出開口部１ｃに流れ込
み、弁室１ａと第１流出開口部１ｃ側との水圧差の低減
がなされる。

【００１７】次に、主駆動装置７を作動させ弁体回動機
構６を介して弁体５の切換え操作を行う。すなわち、主
駆動装置７の作動により、弁体回動機構６の回転駆動軸
３７に反時計方向（図２におけるイ方向）への回転を与
えると、駆動杆３２と回転腕３３とのリンク機構によ
り、駆動杆３２は反時計方向（図２におけるロ方向）へ
引張られる。回転腕３３の回転が進むと駆動杆３２は押
圧作用を受けることになる。このようにして、弁体５は
支軸４回りにロ方向へ回転され、弁体５のシート面部３
０は第２流出開口部１ｄの弁座１８に着座する。しかる
後、副弁回動機構９を駆動し、副弁８を閉じる。これに
より、流水は流入開口部１ｂから第１流出開口部１ｃに
流れることになる。この弁体５の作動において、前述し
たように、副弁８が開かれているので、水圧が低減さ
れ、弁体５は円滑に作動する。弁体５を逆に切り換える
場合には、回動駆動軸３７の回転が逆にされ、上述の手
順に準じて行われる。

【００１８】このように、本実施例の切換え弁Ｖによれ
ば、弁体５の回動は弁体５の支軸４から最も遠い位置に
力が作用するので小さな力で済み、かつ、副弁８の機構
を併用したことにより、より一層駆動力の低減をなすこ
とができる。また、本実施例の弁体回動機構６のリンク
機構により、弁体５の開動作において弁体５は確実に弁
座から離れ、閉動作において弁座に押圧力を受けて当接
する。更に、弁体５はその側面のシール面部３０で弁座
に当接するので、パッキングとの摺動がなく、耐久性が
向上する。弁室１ａにおいて、大きな突出物がなく、流
水の流れは円滑となる。

【００１９】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の基本的技術思想の範囲内で種々設計変更
が可能である。すなわち、以下の態様は本発明の技術的
範囲内に包含されるものである。流入開口部１ｂは１
に限定されず２以上であってもよい。流出開口部１
ｃ，１ｄは必ずしも直角に限定されず鋭角、鈍角状を含
む。

【００２０】ハ．発明の効果 本発明の流体管路用二方向切換え弁によれば、切換え時
の弁体の開閉動作が軽い力ですみ、かつ、密封性能も良
好であるうえ、耐久性が向上する。更に、副弁機能を付
加することにより弁体の操作は更に小さな力となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の二方向切換え弁の一実施例の内
部構造を示す断面図（図２のＩ−Ｉ線断面図）である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】図１のIII 方向矢視図である。

【図４】弁体の副弁を含む断面図である。

【符号の説明】

１ａ…弁室、１ｂ…流入開口部、１ｃ，１ｄ…流出開口
部、２…弁箱本体、３…蓋体、４…支軸、５…弁体、６
…弁体回動機構

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に弁室を有し、該弁室に連通し、少な
   くとも１つの流入開口部と実質的に直角方向に分岐する
   ２つの流出開口部とが形成された、弁箱本体と蓋体とか
   らなる弁箱と、前記弁箱の弁室内に設置され、支軸回り
   に回動するとともに、前記２つの流出開口部の弁座にそ
   の側面に形成されたシート面部で当接する板状の弁体
   と、前記弁体の上部に配置され、該弁体の上縁の前記支
   軸に遠い端部に一端を枢着され、他端を前記蓋体に枢着
   され、クランク腕よりなる回動機構と、を備えてなるこ
   とを特徴とする流体管路用二方向切換え弁。
2. 【請求項２】弁体のシート面部内に副弁が設置されてな
   る請求項１に記載の流体管路用二方向切換え弁。