JP2708302B2 - 方向切換弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、方向切換弁に関し、特
に高温流体を取り扱うに際して熱歪みの影響を軽減する
構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の方向切換弁としては、例えば図３
に示すような４方向３位置切換弁がある。図３におい
て、高温流体１は下部のポート２から弁箱３の内部に流
入し、回転弁体４の位置によって側部に設けた複数のポ
ート５の何れかから流出する。したがって、ポート２か
ら流入する高温流体１は常に何れかのポート５から流出
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の構成において、例えばポート５に高温流体１が流通し
ている状態では、ポート５に対応する弁座６およびその
付近における弁箱３の温度が上昇するとともに、閉じて
いる他のポート５の弁座６およびその付近における弁箱
３の温度が低下する。このために、高温流体１が流通し
ているポート５付近と高温流体１が流通しないポート５
付近との間において温度の不均一性が大きくなり、熱歪
みによって弁座６が変形して閉じているポート５におけ
るシール性が損なわれ、閉じたポート５からの漏れによ
って制御に異常が起きる問題があった。

【０００４】また、弁箱３と弁座６が完全に一体である
ために、温度差による歪みが生じやすい弁箱３の影響を
弁座６が直接に受けるので、前述の現象がさらに起こり
易い問題があった。さらに、弁箱３と弁座６が一体であ
ることは、配管等の外部から伝わる力に対しても影響を
受け易く、閉じたポート５における回転弁体４と弁座６
とのシール性が阻害されたり、作動に支障を生じる問題
があった。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するもので、温
度の不均一性に起因する熱歪みの発生を抑制して弁体と
弁座との間におけるシール性の向上と作動の円滑化を図
った方向切換弁を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の方向切換弁は、一側に被制御流体の流入ポ
ートを有する弁箱を設け、この弁箱の側部に一端が弁箱
内に突出して筒状をなす複数の流出ポートを放射状に設
け、前記弁箱内に遊嵌する回転弁体を、弁箱の内面壁と
の間に適当間隙を隔てるとともに、流出ポートの先端部
に設けられた弁座に摺接して回動自在に設け、この回転
弁体の周囲に前記間隙によって流入ポートに連通する弁
箱内流路を形成し、前記回転弁体に弁箱内流路と流出ポ
ートとを連通する弁体流路を設けた構成としたものであ
る。

【０００７】また、回転弁体に弁体流路と弁箱内流路と
を連通するバイパス流路を設けた構成としたものであ
る。また、流出ポートの途中に軸心方向における伸縮を
可能となす半径方向に膨らんだ可撓部を形成したもので
ある。

【０００８】

【作用】上記構成により、流入ポートから弁箱内に流入
した被制御流体は回転弁体の弁体流路を通って一つの流
出ポートから弁箱外に流出する。このとき、他の流出ポ
ートは弁座に摺接する回転弁体の外周面によって閉塞さ
れており、回転弁体を回動して弁体流路の出口側開口を
他の流出ポートに切り換えることにより方向制御が行わ
れる。

【０００９】そして、弁箱の内面壁と回転弁体の間に適
当間隙を有することにより、弁箱内において回転弁体の
周囲および流出ポートの周囲に被制御流体が回流するの
で、弁箱、弁座、回転弁体および流出ポートの全体が被
制御流体の温度に順化する。このため、被制御流体とし
て高温流体等を扱う場合においても、弁箱と回転弁体お
よび流出ポートの各部位において温度の不均一性が生じ
ず、熱膨張差による歪みの影響が回避され、開いた流出
ポートのみならず閉じた流出ポートにおいても回転弁体
と弁座とのシール性を常に良好に維持することができ
る。

【００１０】また、弁箱内において弁座および回転弁体
の周囲および流出ポートの周囲に回流する被制御流体が
回転弁体に設けたバイパス流路を通って弁体流路に流出
することにより、弁箱内おける被制御流体の回流が円滑
に行われ、弁箱内における被制御流体の代謝および回転
弁体の被制御流体温度への順化が促進される。このこと
により、回転弁体と弁座とのシール性がより良好なもの
となる。

【００１１】さらに、弁箱と弁座および流出ポートが熱
膨張して相互に押し合う力が生じると、流出ポートが可
撓部において軸心方向に伸縮して各部材の熱膨張差を吸
収するので、熱膨張差による歪みの影響がより一層回避
され、回転弁体と弁座とのシール性がより良好なものと
なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１から図２において、弁箱１１の底部には被制
御流体１２の流入ポート１３が形成されており、弁箱１
１の側部には複数の流出ポート１４が放射状に設けられ
ている。この流出ポート１４は円管で形成されるととも
に、一端が弁箱１１の内部に突出しており、各流出ポー
ト１４の一端側を連結してテーパ状の弁座１５が一体的
に設けられている。このために、弁座１５は弁箱１１の
内周面から適当距離はなれて位置している。

【００１３】また、流出ポート１４の途中には可撓部１
６が形成されており、可撓部１６は半径方向に膨らんだ
形状をなして軸心方向における伸縮変形が可能に形成さ
れている。

【００１４】そして、弁箱１１の内部には回転弁体１７
が外周面を弁座１５に摺接させて、かつ弁座１５の軸心
まわりに回転自在に設けられており、回転弁体１７は弁
棒１８に連結支持されている。さらに、回転弁体１７に
は弁箱内流路１９と流出ポート１４を連通する弁体流路
２０が形成されるとともに、弁体流路２０と弁箱内流路
１９とを連通する複数のバイパス流路２１が形成されて
いる。

【００１５】以下、上記構成における作用を説明する。
流入ポート１３から弁箱１１の内部に流入した被制御流
体１２は回転弁体１７の弁体流路２０を通って一つの流
出ポート１４から弁箱１１の外部に流出する。このと
き、他の流出ポート１４は弁座１５に摺接する回転弁体
１７の外周面によって閉塞されており、弁棒１８の回転
駆動により回転弁体１７を回動して弁体流路２０の出口
側開口を他の流出ポート１４に切り換えることにより方
向制御が行われる。

【００１６】そして、弁箱１１の内面壁と回転弁体１７
の間に形成された適当間隙が弁箱内流路１９の一部をな
すことにより、弁箱１１の内部において回転弁体１７の
周囲、弁座１５の周囲、および流出ポート１４の周囲に
被制御流体１２が回流するので、弁箱１１と弁座１５と
回転弁体１７および流出ポート１４において被制御流体
１２に接触する面積が増大し、各部材の全体が被制御流
体１２の温度に順化して均一化する。このため、被制御
流体１２として高温流体等を扱う場合においても、弁箱
１１と弁座１５と回転弁体１７および流出ポート１４の
各部位において温度の不均一性が生じず、熱膨張差によ
る歪みの影響が回避され、開いた流出ポート１４のみな
らず閉じた流出ポート１４においても回転弁体１７と弁
座１５とのシール性を常に良好に維持することができ
る。

【００１７】また、弁箱１１の内部において回転弁体１
７の周囲および流出ポート１４の周囲に回流する被制御
流体１２が回転弁体１７に設けたバイパス流路２１を通
って弁体流路２０に流出することにより、弁箱１１の内
部おける被制御流体１２の回流が円滑に行われ、弁箱１
１の内部における被制御流体１２の代謝および回転弁体
１７の被制御流体温度への順化が促進される。このため
に、弁箱内流路１９における温度の均一化が図られ、回
転弁体１７と弁座１５とのシール性がより良好なものと
なる。

【００１８】さらに、弁箱１１と回転弁体１７および流
出ポート１４が熱膨張して相互に押し合う力が生じる
と、流出ポート１４が可撓部１６において軸心方向に伸
縮して各部材の熱膨張差を吸収するので、熱膨張差によ
る歪みの影響がより一層回避され、回転弁体１７と弁座
１５とのシール性がより良好なものとなる。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、弁箱
内において回転弁体の周囲および流出ポートの周囲に被
制御流体が回流して各部材が被制御流体の温度に順化す
るので、弁箱と回転弁体および流出ポートの各部位にお
いて温度の不均一性が生じず、熱膨張差による歪みの影
響を回避して回転弁体と弁座とのシール性を常に良好に
維持することができる。

【００２０】また、被制御流体が回転弁体に設けたバイ
パス流路を通ることにより弁箱内おける被制御流体の回
流が円滑に行われ、被制御流体温度への順化が促進され
て回転弁体と弁座とのシール性がより良好なものとな
る。

【００２１】さらに、流出ポートが可撓部において軸心
方向に伸縮して各部材の熱膨張差を吸収するので、熱膨
張差による歪みの影響がより一層回避されて回転弁体と
弁座とのシール性がより良好なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における方向切換弁の縦断面
図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視平断面図である。

【図３】従来の方向切換弁の縦断面図である。

【符号の説明】

１１ 弁箱 １２ 被制御流体 １４ 流出ポート １６ 可撓部 １９ 弁箱内流路 ２０ 弁体流路 ２１ バイパス流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳瀬 啓一 大阪府枚方市中宮大池１丁目１番１号 株式会社クボタ枚方製造所内 (56)参考文献 特開 平１−206168（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−182950（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−44884（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一側に被制御流体の流入ポートを有する
   弁箱を設け、この弁箱の側部に一端が弁箱内に突出して
   筒状をなす複数の流出ポートを放射状に設け、前記弁箱
   内に遊嵌する回転弁体を、弁箱の内面壁との間に適当間
   隙を隔てるとともに、流出ポートの先端部に設けられた
   弁座に摺接して回動自在に設け、この回転弁体の周囲に
   前記間隙によって流入ポートに連通する弁箱内流路を形
   成し、前記回転弁体に弁箱内流路と流出ポートとを連通
   する弁体流路を設けたことを特徴とする方向切換弁。
2. 【請求項２】 回転弁体に弁体流路と弁箱内流路とを連
   通するバイパス流路を設けたことを特徴とする請求項１
   記載の方向切換弁。
3. 【請求項３】 流出ポートの途中に軸心方向における伸
   縮を可能となす半径方向に膨らんだ可撓部を形成したこ
   とを特徴とする請求項１記載の方向切換弁。