JP4182331B2 - Multiway valve - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流路切換装置の一種である多方弁に係り、更に詳しくは、回転ディスク内蔵形の多方弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、例えば図18に示すように、多数(図では四つ)のポート52を設けたケーシング51の内部に回転ディスク53を配置し、この回転ディスク53の停止位相毎に連通流路を切り換える多方弁が知られている(特開平11−044369号公報参照)。
【0003】
しかしながら、この従来の多方弁においては、図示したように回転ディスク53に設けられる複数の切換流路54がディスク53の円周方向に沿って一列に並べて配置されているために、以下のような不都合がある。
【0004】
すなわち、流路の切換構造が複雑であって多数の切換流路54をディスク53に設ける必要がある場合、全ての切換流路54をディスク53の円周方向に沿って一列に並べて配置するには、ディスク53の径寸法を大きく設定しなければならない。したがって、ディスク53の径寸法が大きくなるのに伴って弁全体が大きくなるほか、ディスク53回転時の摺動トルクが高くなり、ステッピングモータ等の駆動装置も大型になってしまう。
【0005】
また、このように流路の切換構造が複雑であって多数の切換流路54をディスク53に設ける必要がある場合には、各切換流路54をシールすべくディスク53に設けられるパッキン55の平面形状が複雑になることから、パッキン55の反発力の増大による摺動トルクの増大が懸念される。ディスク53の摺動トルクを低減させるにはパッキン55の潰し代を小さく設定することが考えられるが、この場合には、必要なシール性を確保すべくシール面の平面度が重要となり、ケーシング51の形状が複雑な場合にはその成形工程の都合上、必要な平面度を確保するのが困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、流路の切換構造が複雑な場合であってもディスクの径寸法を小さく設定することができ、もって弁全体を小型化し、ディスクの摺動トルクを低減させることができる多方弁を提供することを目的とする。またこれに加えて、流路の切換構造が複雑な場合であってもパッキンの平面形状を単純化することができ、もってやはりディスクの摺動トルクを低減させることができる多方弁を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1による多方弁は、多数のポートを設けたケーシングと、前記ケーシングの内部底面上に固定的に配置されるスペーサと、前記スペーサに重ねて配置される固定ディスクと、前記固定ディスクに重ねて配置される回転ディスクとを有し、前記回転ディスクの停止位相毎に連通流路を切り換える多方弁であって、前記ケーシングの内部底面、スペーサ、固定ディスクおよび回転ディスクのそれぞれに設ける切換流路を前記ディスクの径方向に複数層に分けて形成し、前記ケーシングの内部底面に密接して前記ケーシングおよびスペーサ間の切換流路をシールする下面側パッキンを前記スペーサの下面に設けるとともに、前記固定ディスクの下面に密接して前記固定ディスクおよびスペーサ間の切換流路をシールする上面側パッキンを前記スペーサの上面に設け、前記スペーサの下面に設ける切換流路の平面形状と前記スペーサの上面に設ける切換流路の平面形状とを互いに異ならせることにより、前記下面側パッキンよりも前記上面側パッキンの方がパッキン設置長さが短く設定されていることを特徴とするものである。
【0010】
更にまた、本発明の請求項2による多方弁は、上記した請求項1の多方弁において、当該多方弁が、八つのポートを有する八方弁であることを特徴とするものである。
【0011】
上記構成を備えた本発明の請求項1による多方弁においては、ディスクに設ける切換流路がディスクの径方向に複数層に分けて形成されるために、各層毎の切換流路の設置数を少なく設定することが可能となる。例えば一枚のディスクに凹部状または孔状を呈する切換流路を十箇所設ける必要がある場合、従来は、この十箇所の切換流路をディスクの円周方向に一列に並べて配置していたために、その円周方向設置長さがかなり長いものとなる(加えてこの円周方向長さには、各流路間に設定しなければならない都合十箇所の間隔スペースの長さも計算に入れる必要がある)。これに対して上記構成を備えた本発明の多方弁によれば、ディスクに設ける切換流路がディスクの径方向に例えば二層に分けて形成されるために、内周側の層と外周側の層とで十箇所の切換流路を分けて形成すれば良く、よって各層の円周方向設置長さを比較的短く設定することが可能となる(各流路間に設定しなければならない間隔スペースの設置数も減じられる)。設定する層の数は二層に限らず、三層、四層または五層など三層以上としても良い。また一部の流路はこれを複数層に跨るように形成しても良い。
【0012】
また、多数のポートを設けたケーシングの内部底面上にスペーサが固定的に配置され、スペーサに固定ディスクが重ねて配置され、固定ディスクに回転ディスクが重ねて配置され、ケーシングの内部底面、スペーサ、固定ディスクおよび回転ディスクのそれぞれに切換流路が形成され、この切換流路がディスクの径方向に複数層に分けて形成されるために、上記したように各層毎の切換流路の設置数を少なく設定することが可能となる。
【0013】
また、この請求項1による多方弁において、回転ディスクは、この回転ディスクおよび固定ディスク間をシールすべく固定ディスクに押し付けられた状態で回転作動するが、この押付け力を受けて固定ディスクがスペーサに押し付けられることになる。したがって、スペーサの上面に設ける上面側パッキンの反発力が大きいと、固定ディスクを介して回転ディスクの摺動トルクが大きくなる懸念があるが、上記構成を備えた本発明の請求項1による多方弁においては、スペーサの下面に設ける切換流路の平面形状とスペーサの上面に設ける切換流路の平面形状とを互いに異ならせることにより、下面側パッキンよりも上面側パッキンの方がパッキンの設置長さが短くかつ、均等に配列されているために、上面側パッキンに発生する反発力を小さく抑えることが可能となる。尚、スペーサはケーシングに固定されるため、下面側パッキンの反発力の大小は問題とならない。
【0014】
上記構成を備えた本発明の多方弁は、後記実施例で説明するように例えば八つのポートを有する八方弁として構成される(請求項2)。但し、ポート数は八つに限られず、七つ以下または九つ以上であっても良い。
【0015】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0016】
図1は、本発明の実施例に係る多方弁の平面図、図2は同多方弁の正面図、図3は同多方弁の縦断面図をそれぞれ示している。
【0017】
当該実施例に係る多方弁は、八つのポートを有する八方弁であり、以下のように構成されている。
【0018】
すなわち先ず、図1および図2に示すように、互いに組立ボルトで連結される下ケーシング2および上ケーシング3の組み合わせよりなるケーシング1が設けられており、このケーシング1に符号41〜48で示す八つのポートが設けられている。八つのポート41〜48のうち七つは下ケーシング2の側面に設けられており、残る一つは上ケーシング3の側面に設けられている。
【0019】
図3に示すように、ケーシング1の内部底面(下ケーシング2の平面)上に円盤状を呈するスペーサ5が固定的に配置されており、このスペーサ5の上方に固定ディスク(ステータとも称する)6が重ねて配置され、この固定ディスク6の更に上方に回転ディスク(ロータとも称する)7が重ねて配置され、これらのケーシング1の内部底面、スペーサ5、固定ディスク6および回転ディスク7にそれぞれ多数の切換流路(詳細後述)が形成され、これらの多数の切換流路がそれぞれディスク6,7の径方向において内周側の層xと外周側の層yとの二層に分けて形成されている。上下ケーシング2,3およびスペーサ5はABS樹脂によって形成され、互いに摺動するステータ6およびロータ7は摺動特性に優れたPPS樹脂によって形成されている。
【0020】
また、回転ディスク7はステッピングモータ8の駆動により回転作動し、ステッピングモータ8はその単位作動角度を36度とされているので、回転ディスク7には360度の一回転中に十箇所の停止位置が設定されている。
【0021】
したがって、この十箇所の停止位置と上記内周側および外周側の層x,yとの組み合わせにより、ケーシング1の内部底面ならびにスペーサ5、固定ディスク6および回転ディスク7の下面および平面(上面)はそれぞれ二十箇所の領域に区分けされている。以下、ケーシング1の内部底面、スペーサ5、固定ディスク6および回転ディスク7の各構造を順に説明するが、説明の便宜上、内周側の層xを第一ないし第十領域(図上各平面を時計の文字盤に見立てて十二時位置の領域を第一領域とし、以下右回り(下面は左回り)に第二、第三・・・領域とする)とするとともに、外周側の層yを第十一ないし第二十領域(同じく図上各平面を時計の文字盤に見立てて十二時位置の領域を第十一領域とし、以下右回り(下面は左回り)に第十二、第十三・・・領域とする、第十一領域は第一領域の径方向外方に位置することになる)とする。
【0022】
先ず、ケーシング1の内部底面は以下のように構成されている。
【0023】
すなわち、図4は下ケーシング2の平面図を示しており、図5は図2におけるA−A線断面図を示している。この下ケーシング2の平面において、その第一領域には第四ポート44から連通する凹部状の流路101が形成され、第二、第十一、第十二、第十三、第十四および第二十領域には第一ポート41から連通する一つの凹部状の流路102が形成され、第三および第四領域には第三ポート43から連通する一つの凹部状の流路103が形成され、第五、第六、第十五および第十六領域には第二ポート42から連通する一つの凹部状の流路104が形成され、第七、第九、第十七、第十八および第十九領域には第五ポート45から連通する一つの凹部状の流路105が形成され、第八領域には第七ポート47から連通する凹部状の流路106が形成され、第十領域には第八ポート48から連通する凹部状の流路107が形成されている。またこの下ケーシング2の平面には併せて、スペーサ5を位置決めするための凹部状の係合部108が不等配で三箇所ほど形成され、組立ボルトをねじ込むためのボルト挿通孔109が四箇所ほど形成されている。
【0024】
つぎに、スペーサ5は以下のように構成されている。
【0025】
すなわち、図6(A)はこのスペーサ5の下面図を示しており、このスペーサ5の下面において、その第一領域には貫通孔状の流路501が形成され、第二、第十一、第十二、第十三、第十四および第二十領域には一つの凹部状の流路502が形成され、このうち第二および第十二領域分はそれぞれ貫通孔状とされている。第三および第四領域には一つの貫通孔状の流路503が形成され、第五、第六、第十五および第十六領域には一つの貫通孔状の流路504が形成され、第七、第九、第十七、第十八および第十九領域には一つの凹部状の流路505が形成され、このうち第七および第九領域分はそれぞれ貫通孔状とされている。第八領域には貫通孔状の流路506が形成され、第十領域には貫通孔状の流路507が形成されている。これらの各流路501〜507はその開口部の周りをパッキン51で囲まれており、パッキン51は一体成形されたものであって、スペーサ5の下面に設けたパッキン溝52に取り付けられている。またこのスペーサ5の下面には、当該スペーサ5を上記下ケーシング2に対して位置決めするための凸部状の係合部508が不等配で三箇所ほど形成されている。
【0026】
図6(B)はスペーサ5の上面図を示しており、図7(C)は図6(B)におけるB方向矢視図、図7(D)は図6(B)におけるC−C線断面図、図7(E)は図6(B)におけるD−D線断面図をそれぞれ示している(但し、矢視図および断面図には作図の都合上パッキン51,53を図示していない)。このスペーサ5の上面において、その第一および第十一領域には一つの凹部状の流路509が形成され、このうち第一領域分は貫通孔状とされている。第二および第十二領域には貫通孔状の流路510がそれぞれ形成され、第三、第四、第十三および第十四領域には一つの凹部状の流路511が形成され、このうち第三および第四領域分は一つの貫通孔状とされている。第五、第六、第十五および第十六領域には一つの貫通孔状の流路512が形成され、第七および第十七領域には一つの凹部状の流路513が形成され、このうち第七領域分は貫通孔状とされている。第八および第十八領域には一つの凹部状の流路514が形成され、このうち第八領域分は貫通孔状とされている。第九および第十九領域には一つの凹部状の流路515が形成され、このうち第九領域分は貫通孔状とされている。第十および第二十領域には一つの凹部状の流路516が形成され、このうち第十領域分は貫通孔状とされている。各貫通孔部は上記下面構造の貫通孔部に対応するものである。これらの各流路509〜516はその開口部の周りをパッキン53で囲まれており、パッキン53は一体成形されたものであって、スペーサ5の上面に設けたパッキン溝54に取り付けられている。またこのスペーサ5の上面には、固定ディスク6を位置決めするための凸部状の係合部517が不等配で三箇所ほど形成されている。
【0027】
つぎに、固定ディスク6は以下のように構成されている。
【0028】
すなわち、図8(A)は固定ディスク6の下面図を示しており、この固定ディスク6の下面において、その第一領域、第二および第十二領域、第三および第四領域、第五および第六領域、第七領域、第八領域、第九領域、第十三領域、第十六領域ならびに第二十領域にはそれぞれ貫通孔状の流路601〜610が形成されている。またこの固定ディスク6の下面には、当該固定ディスク6を上記スペーサ5に対して位置決めするための凹部状の係合部611が不等配で三箇所ほど形成されている。
【0029】
図8(B)は固定ディスク6の上面図を示しており、図9は図8(B)におけるE−E線断面図を示している。この固定ディスク6の上面において、その第一領域、第二および第十二領域、第三および第四領域、第五および第六領域、第七領域、第八領域、第九領域、第十三領域、第十六領域ならびに第二十領域にはそれぞれ貫通孔状の流路612〜621が形成されている。但し、この上面構造は上記下面構造の各流路601〜610を反対側から見たものに過ぎず、上面側に特有の流路構造が設けられている訳ではない。またこの固定ディスク6の上面は回転ディスク7が摺動し易いよう平滑面状に形成されている。
【0030】
つぎに、回転ディスク7は以下のように構成されている。
【0031】
すなわち、図10(A)は回転ディスク7の下面図を示しており、この回転ディスク7の下面において、その第一および第十領域には一つの凹部状の流路701が形成され、第五および第六領域には一つの凹部状の流路702が形成され、第十一領域には貫通孔状の流路703が形成され、第十三および第十四領域には一つの凹部状の流路704が形成され、第十五領域には貫通孔状の流路705が形成され、第十六および第十七領域には一つの凹部状の流路706が形成されている。またこの回転ディスク7の下面は、当該回転ディスク7が摺動し易いよう平滑面状に形成されている。
【0032】
図10(B)は回転ディスク7の上面図を示しており、図11は図10(B)におけるF−F線断面図を示している。この回転ディスク7の上面において、その第十一領域および第十五領域にはそれぞれ貫通孔状の流路707,708が形成されている。但し、この上面構造は上記下面構造の各貫通孔状の流路703,705を反対側から見たものに過ぎず、上面側に特有の流路構造が設けられている訳ではない。またこの回転ディスク7の上面には、当該回転ディスク7をステッピングモータ8の作動軸81に取り付け、かつ共廻りさせるための軸孔709とキー溝状の係合部710とが形成されている。
【0033】
上記構成のスペーサ5、固定ディスク6および回転ディスク7をケーシング1に組み込んでステッピングモータ8を駆動させると、回転ディスク7のみが従動回転する。スペーサ5は、その下面に設けた凸部状の係合部508が下ケーシング2の平面に設けた凹部状の係合部108に係合し、かつこのスペーサ5自体が上ケーシング3の側壁内面に予め設けた内面リブ31と下ケーシング2との間に挟み込まれてケーシング1に対して完全に固定されるので、回転しない。固定ディスク6は、その下面に設けた凹部状の係合部609がスペーサ5の上面に設けた凸部状の係合部517に係合するので、回転しない。下ケーシング2の平面とスペーサ5との間は、スペーサ5の下面に設けた下面側パッキン51により各流路がシールされる。スペーサ5と固定ディスク6との間は、スペーサ5の上面に設けた上面側パッキン53により各流路がシールされる。固定ディスク6には、回転ディスク7に対する摺動面の平面度を確保する役割があり(回転ディスク7をケーシング1の内部底面に直接摺動させる構造とすると、ケーシング1が比較的複雑な形状の部品であるためにその成形時に引け等が発生し易く、摺動面の平面度を確保するのが困難である。これに対して固定ディスク6は円盤状部品であって比較的単純な形状の部品であるために摺動面の平面度を確保し易い。固定ディスク6はこのように回転ディスク7に対する摺動面の平面度を確保することを目的の一つとして設けられている)、スペーサ5には、後記するように下面側パッキン51よりも上面側パッキン53の平面形状を単純化して反発力を弱めさせる機能がある。上ケーシング3の側面に唯一設けられた第六ポート46は、上ケーシング3内において回転ディスク7の上方空間301に連通している。
【0034】
上記したようにステッピングモータ8の単位作動角度が36度とされているので、これに従動する回転ディスク7は360度の一回転中に十箇所の位置で停止可能であるが、当該多方弁は、当該多方弁を装着する機械装置の作動上の要請にしたがって以下のように作動する。
【0035】
第一停止位置・・・
下ケーシング2の平面、スペーサ5、固定ディスク6および回転ディスク7の各第一領域が上下方向に並べられた状態であり、この第一停止位置が当該多方弁の初動位置とされる。この第一停止位置では、全ての流路が遮断されている(図12参照)。
【0036】
第二停止位置・・・
第一停止位置から回転ディスク7が左回りに36度(1ステップ)回転した状態であり、この第二停止位置では、第一ポート41から第二ポート42へと流路が連通し、これに途中から合流するようにして第三ポート43から第二ポート42へと流路が連通する。前者の連通流路の経路は、これを符号で示すと、41→102→510→613→704→619→511→614→702→615→512→104→42であり、後者の連通流路の経路は、43→103→511である。他の流路は遮断されている(図13参照)。
【0037】
第三停止位置・・・
第二停止位置から回転ディスク7が右回りに252度(7ステップ)回転した状態であり、この第三停止位置では、第四ポート44から第一ポート41を経由して第三ポート43へと流路が連通する。またこれとは別に、第五ポート45から第二ポート42へと流路が連通する。前者の連通流路の経路は、44→101→509→612→702→613→510→102→41→102→510→613→706→619→511→103→43であり、後者の連通流路の経路は、45→105→513,515→616,618→701→615→512→104→42である。他の流路は遮断されている(図14参照)。
【0038】
第四停止位置・・・
第三停止位置から回転ディスク7が右回りに36度(1ステップ)回転した状態であり、この第四停止位置では、第六ポート46から第一ポート41を経由して第三ポート43へと流路が連通する。またこれとは別に、第五ポート45から第七ポート47へと流路が連通する。前者の連通流路の経路は、46→301→705→613→510→102→41→102→510→613→702→614→511→103→43であり、後者の連通流路の経路は、45→105→513→616→701→617→514→106→47である。他の流路は遮断されている(図15参照)。
【0039】
第五停止位置・・・
第四停止位置から回転ディスク7が右回りに36度(1ステップ)回転した状態であり、この第五停止位置では、第五ポート45から第七ポート47へと流路が連通する。連通流路の経路は、45→105→513→618→701→617→514→106→47である。他の流路は遮断されている(図16参照)。
【0040】
第六停止位置・・・
第五停止位置から回転ディスク7が左回りに108度(3ステップ)回転した状態であり、この第六停止位置では、第六ポート46から第八ポート48へと流路が連通する。またこれとは別に、第六ポート46から第二ポート42へと流路が連通する。前者の連通流路の経路は、46→301→705→621→516→107→48であり、後者の連通流路の経路は、46→301→703→620→512→104→42である。他の流路は遮断されている(図17参照)。
【0041】
以上のように当該多方弁では、回転ディスク7が第一停止位置から第二、第三・・・第六停止位置へと順次回転し、第一停止位置へと戻り、この過程において各停止位置で流路が切り換えられる。
【0042】
尚、上記作動説明用の図12ないし図17は、固定ディスク6の上に回転ディスク7を重ねた状態を上方から見た図である。回転ディスク7の下面に設けられた流路701,702,704,706は本来この方向から見えないが、説明の便宜上、ハッチングを付して記載してある。
【0043】
上記構成の多方弁によれば、以下の作用効果を奏することが可能である。
【0044】
すなわち先ず第一に、ケーシング1の内部底面、スペーサ5、固定ディスク6および回転ディスク7に設けられる凹部状または貫通孔状の多数の切換流路がそれぞれディスク6,7の径方向において内周側の層xと外周側の層yとの二層に分けて配置されているために、各層x,y毎の切換流路の設置数を少なく設定することが可能となり、各層x,yにおいて切換流路の円周方向設置長さを短く設定することができる。例えば、ケーシング1の内部底面においては、符号101〜107で示した七つの切換流路が設けられ、各流路101〜107がそれぞれ切換作動に必要とされる平面形状や円周方向長さを有しているが、七つのうち四つは内周側の層xのみに配置され、残る三つは内周側の層xと外相側の層yとに跨って配置されている。したがって、この七つの流路101〜107を円周方向に一列に並べて配置する場合よりも流路の円周方向設置長さを短くすることができ、よって流路設置領域の径寸法を小さくすることができる。したがって、弁全体の平面積を縮小することができ、またディスクが回転摺動するものである場合にはその摺動トルクを低減させることができる。
【0045】
また、上記構成の多方弁において、回転ディスク7は、この回転ディスク7および固定ディスク6間をシールすべく、上ケーシング3および回転ディスク7間に設けた摺動部材(スラストベアリング)9に押圧されて固定ディスク6に押し付けられた状態で回転作動するが、この押付け力を受けて固定ディスク6はスペーサ5に押し付けられる。したがってスペーサ5の上面に設ける上面側パッキン53の反発力が大きいと、固定ディスク6を介して回転ディスク7の摺動トルクが大きくなる虞があるが、上記構成の多方弁では、スペーサ5の下面に設ける切換流路501〜507の平面形状とスペーサ5の上面に設ける切換流路509〜516の平面形状とが互いに異なるように形成されて、下面側パッキン51の平面形状よりも上面側パッキン53の平面形状の方がパッキンの設置長さが短縮され、パッキン53の配置が分散され、パッキン53の平面形状が単純化されているため、上面側パッキン53に発生する反発力を小さく抑えることができる。したがって回転ディスク7の摺動トルクを低減させることができる。
【0046】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0047】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項1による多方弁においては、回転ディスクに設ける切換流路がディスクの径方向に複数層に分けて形成されているために、各層毎の切換流路の設置数を少なく設定し、各層において切換流路の円周方向設置長さを短く設定することができる。したがって、流路の切換構造が複雑な場合であってもディスクの径寸法を小さく設定することができ、よって弁全体を小型化し、ディスクの摺動トルクを低減させることができる。
【0048】
また、多数のポートを設けたケーシングの内部底面上にスペーサが固定的に配置され、スペーサに固定ディスクが重ねて配置され、固定ディスクに回転ディスクが重ねて配置され、ケーシングの内部底面、スペーサ、固定ディスクおよび回転ディスクのそれぞれに切換流路が形成され、この切換流路がディスクの径方向に複数層に分けて形成されているために、上記したように各層毎の切換流路の設置数を少なく設定し、各層において切換流路の円周方向設置長さを短く設定することができる。したがって、流路の切換構造が複雑な場合であってもディスクの径寸法を小さく設定することができ、よって弁全体を小型化し、ディスクの摺動トルクを低減させることができる。また、回転ディスクが固定ディスクに摺動する構造であるために、摺動面の平面度を確保し易く、シール性が良い。
【0049】
またこれに加えて、スペーサの下面に設ける切換流路の平面形状とスペーサの上面に設ける切換流路の平面形状とを互いに異ならせることにより、下面側パッキンよりも上面側パッキンの方がパッキン設置長さを短く設定したために、回転ディスクに発生する摺動トルクを低減させることができる。
【0050】
更にまた、上記構成を備えた本発明の請求項2による多方弁によれば、上記効果を発揮する多方弁を、八つのポートを有する八方弁として提供することができる。但し、上記請求項1に係る発明がそのポート数を限定しないことは上記したとおりである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る多方弁の平面図
【図2】同多方弁の正面図
【図3】同多方弁の縦断面図
【図4】下ケーシングの平面図
【図5】図2におけるA−A線断面図
【図6】(A)はスペーサの下面図、(B)はスペーサの上面図
【図7】(C)は図6(B)におけるB方向矢視図、(D)は図6(B)におけるC−C線断面図、(E)は図6(B)におけるD−D線断面図
【図8】(A)は固定ディスクの下面図、(B)は固定ディスクの上面図
【図9】図8(B)におけるE−E線断面図
【図10】(A)は回転ディスクの下面図、(B)は回転ディスクの上面図
【図11】図10(B)におけるF−F線断面図
【図12】同多方弁の作動説明図
【図13】同多方弁の作動説明図
【図14】同多方弁の作動説明図
【図15】同多方弁の作動説明図
【図16】同多方弁の作動説明図
【図17】同多方弁の作動説明図
【図18】従来例に係る多方弁の説明図
【符号の説明】
1 ケーシング
101〜107,501〜507,509〜516,601〜610,612〜621,701〜708 切換流路
108,508,517,611,710 係合部
109 ボルト挿通孔
2 下ケーシング
3 上ケーシング
31 リブ
301 回転ディスク上方空間
41〜48 ポート
5 スペーサ
51 下面側パッキン
52,54 パッキン溝
53 上面側パッキン
6 固定ディスク
7 回転ディスク
709 軸孔
8 ステッピングモータ
81 作動軸
9 摺動部材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-way valve which is a kind of flow path switching device, and more particularly to a rotary disk built-in multi-way valve.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, as shown in FIG. 18, a rotating
[0003]
However, in this conventional multi-way valve, as shown in the drawing, a plurality of
[0004]
That is, when the flow path switching structure is complicated and it is necessary to provide a large number of
[0005]
Further, when the flow path switching structure is complicated and it is necessary to provide a large number of
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention can set the diameter of the disk to be small even if the flow path switching structure is complicated, thereby reducing the overall valve size and reducing the sliding torque of the disk. An object is to provide a multi-way valve that can be used. In addition to this, it is possible to provide a multi-way valve capable of simplifying the planar shape of the packing even when the flow path switching structure is complicated and also reducing the sliding torque of the disk. With the goal.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a multi-way valve according to claim 1 of the present invention comprises: A casing provided with a large number of ports, a spacer fixedly disposed on the inner bottom surface of the casing, a fixed disk disposed on the spacer, and a rotating disk disposed on the fixed disk. A multi-way valve that switches the communication flow path for each stop phase of the rotating disk, and includes a plurality of switching flow paths provided in each of the inner bottom surface of the casing, the spacer, the fixed disk, and the rotating disk in the radial direction of the disk. Formed in layers, and provided with a lower side packing on the lower surface of the spacer that is in close contact with the inner bottom surface of the casing and seals the switching flow path between the casing and the spacer, and in close contact with the lower surface of the fixed disk An upper side packing that seals the switching flow path between the fixed disk and the spacer is provided on the upper surface of the spacer. By making the planar shape of the switching channel provided on the lower surface of the spacer different from the planar shape of the switching channel provided on the upper surface of the spacer, the packing installation length of the upper surface side packing is smaller than that of the lower surface side packing. It is set short It is characterized by this.
[0010]
Furthermore, according to the
[0011]
In the multi-way valve according to claim 1 of the present invention having the above-described configuration, since the switching flow path provided in the disk is formed in a plurality of layers in the radial direction of the disk, the number of switching flow paths installed for each layer is reduced. A small number can be set. For example, when it is necessary to provide ten switching channels that are recessed or holed on a single disk, the ten switching channels are conventionally arranged in a line in the circumferential direction of the disk. Therefore, the circumferential installation length is considerably long (in addition to this circumferential length, it is necessary to take into account the length of the convenient space between the passages that must be set. is there). On the other hand, according to the multi-way valve of the present invention having the above configuration, the switching flow path provided in the disk is formed, for example, in two layers in the radial direction of the disk. It is sufficient to form ten switching channels separately for each layer, so that the circumferential installation length of each layer can be set to be relatively short (intervals that must be set between the channels). The number of installed spaces is also reduced.) The number of layers to be set is not limited to two, but may be three or more, such as three, four, or five. Moreover, you may form a one part flow path so that this may straddle multiple layers.
[0012]
Also, A spacer is fixedly arranged on the inner bottom surface of the casing provided with a large number of ports, a fixed disk is arranged on the spacer, a rotating disk is arranged on the fixed disk, and the inner bottom surface of the casing, the spacer, and the fixed disk are arranged. Since the switching flow path is formed in each of the rotating disk and the switching flow path is divided into a plurality of layers in the radial direction of the disk, As mentioned above It is possible to set a small number of switching flow paths for each layer.
[0013]
Also this Claim 1 In the multi-way valve, the rotating disk rotates while being pressed against the fixed disk so as to seal between the rotating disk and the fixed disk. However, the fixed disk is pressed against the spacer by receiving the pressing force. Therefore, when the repulsive force of the upper surface side packing provided on the upper surface of the spacer is large, there is a concern that the sliding torque of the rotating disk increases via the fixed disk. Claim 1 In the multi-way valve according to the above, by making the planar shape of the switching channel provided on the lower surface of the spacer different from the planar shape of the switching channel provided on the upper surface of the spacer, the packing on the upper surface side of the packing is lower than the packing on the lower surface side. Installation length is Short and evenly arranged For this reason, the repulsive force generated in the upper surface side packing can be kept small. In addition, since the spacer is fixed to the casing, the magnitude of the repulsive force of the lower surface side packing does not matter.
[0014]
The multi-way valve of the present invention having the above-described configuration is configured as an eight-way valve having, for example, eight ports as will be described in Examples below ( Claim 2 ). However, the number of ports is not limited to eight, and may be seven or less or nine or more.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a plan view of a multi-way valve according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the multi-way valve, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the multi-way valve.
[0017]
The multi-way valve according to this embodiment is an eight-way valve having eight ports and is configured as follows.
[0018]
That is, first, as shown in FIGS. 1 and 2, a casing 1 comprising a combination of a
[0019]
As shown in FIG. 3, a disc-
[0020]
Further, the
[0021]
Therefore, the combination of the ten stop positions and the inner and outer layers x and y allows the inner bottom surface of the casing 1 and the lower surface and plane (upper surface) of the
[0022]
First, the inner bottom surface of the casing 1 is configured as follows.
[0023]
That is, FIG. 4 shows a plan view of the
[0024]
Next, the
[0025]
That is, FIG. 6A shows a bottom view of the
[0026]
6B shows a top view of the
[0027]
Next, the fixed
[0028]
That is, FIG. 8A shows a bottom view of the fixed
[0029]
FIG. 8B shows a top view of the fixed
[0030]
Next, the
[0031]
That is, FIG. 10A shows a bottom view of the
[0032]
FIG. 10B shows a top view of the
[0033]
When the
[0034]
As described above, since the unit operating angle of the stepping
[0035]
First stop position ...
The plane of the
[0036]
Second stop position ...
The
[0037]
Third stop position ...
The
[0038]
Fourth stop position ...
The
[0039]
Fifth stop position ...
In this state, the
[0040]
Sixth stop position ...
In this state, the
[0041]
As described above, in the multi-way valve, the
[0042]
FIGS. 12 to 17 for explaining the operation are views of the state in which the
[0043]
According to the multi-way valve configured as described above, the following effects can be obtained.
[0044]
That is, first of all, a large number of recessed or through-hole-shaped switching channels provided on the inner bottom surface of the casing 1, the
[0045]
In the multi-way valve configured as described above, the
[0046]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0047]
That is, in the multi-way valve according to claim 1 of the present invention having the above-described configuration, the switching flow path provided in the rotating disk is formed in a plurality of layers in the radial direction of the disk. It is possible to set the number of the installed channels to be small, and to set the circumferential length of the switching channel in each layer to be short. Therefore, even when the flow path switching structure is complicated, the disk diameter can be set small, and thus the entire valve can be miniaturized and the sliding torque of the disk can be reduced.
[0048]
Also many The spacer is fixedly disposed on the inner bottom surface of the casing provided with the port, the fixed disk is disposed on the spacer, the rotating disk is disposed on the fixed disk, the inner bottom surface of the casing, the spacer, the fixed disk, and A switching channel is formed in each of the rotating disks, and the switching channel is formed in a plurality of layers in the radial direction of the disk. As mentioned above It is possible to set a small number of switching channels for each layer, and to set the circumferential length of the switching channels in each layer to be short. Therefore, even when the flow path switching structure is complicated, the disk diameter can be set small, and thus the entire valve can be miniaturized and the sliding torque of the disk can be reduced. Further, since the rotating disk slides on the fixed disk, the flatness of the sliding surface is easy to ensure and the sealing property is good.
[0049]
Also in this In addition, by making the planar shape of the switching channel provided on the lower surface of the spacer different from the planar shape of the switching channel provided on the upper surface of the spacer, the packing installation length of the upper surface side packing is less than that of the lower surface side packing. Set short Therefore, the sliding torque generated in the rotating disk can be reduced.
[0050]
Furthermore, the present invention having the above-described configuration is provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a multi-way valve according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 Front view of the multi-way valve
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the multi-way valve
FIG. 4 is a plan view of the lower casing.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
6A is a bottom view of the spacer, and FIG. 6B is a top view of the spacer.
7 (C) is a view in the direction of arrow B in FIG. 6 (B), FIG. 7 (D) is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 6 (B), and FIG. Line cross section
8A is a bottom view of the fixed disk, and FIG. 8B is a top view of the fixed disk.
9 is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 8B.
10A is a bottom view of the rotating disk, and FIG. 10B is a top view of the rotating disk.
11 is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 10 (B).
FIG. 12 is an explanatory diagram of the operation of the multi-way valve.
FIG. 13 is an explanatory diagram of the operation of the multi-way valve.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation of the multi-way valve.
FIG. 15 is an explanatory diagram of the operation of the multi-way valve.
FIG. 16 is an operation explanatory diagram of the multi-way valve.
FIG. 17 is an explanatory diagram of the operation of the multi-way valve.
FIG. 18 is an explanatory diagram of a multi-way valve according to a conventional example.
[Explanation of symbols]
1 casing
101-107, 501-507, 509-516, 601-610, 612-621, 701-708
108,508,517,611,710 engaging part
109 Bolt insertion hole
2 Lower casing
3 Upper casing
31 ribs
301 Upper space of rotating disk
41 to 48 ports
5 Spacer
51 Lower side packing
52, 54 Packing groove
53 Upper side packing
6 Fixed disk
7 Rotating disc
709 Shaft hole
8 Stepping motor
81 Operating shaft
9 Sliding member
Claims (2)
前記ケーシングの内部底面、スペーサ、固定ディスクおよび回転ディスクのそれぞれに設ける切換流路を前記ディスクの径方向に複数層に分けて形成し、
前記ケーシングの内部底面に密接して前記ケーシングおよびスペーサ間の切換流路をシールする下面側パッキンを前記スペーサの下面に設けるとともに、前記固定ディスクの下面に密接して前記固定ディスクおよびスペーサ間の切換流路をシールする上面側パッキンを前記スペーサの上面に設け、
前記スペーサの下面に設ける切換流路の平面形状と前記スペーサの上面に設ける切換流路の平面形状とを互いに異ならせることにより、前記下面側パッキンよりも前記上面側パッキンの方がパッキン設置長さが短く設定されていることを特徴とする多方弁。A casing provided with a large number of ports, a spacer fixedly disposed on the inner bottom surface of the casing, a fixed disk disposed on the spacer, and a rotating disk disposed on the fixed disk. A multi-way valve that switches the communication flow path for each stop phase of the rotating disk,
The switching flow path provided in each of the inner bottom surface of the casing, the spacer, the fixed disk and the rotating disk is divided into a plurality of layers in the radial direction of the disk,
Provided with a lower side packing to seal the switching flow path between the casing and spacer closely to the inner bottom surface of the casing on the lower surface of the spacer, switching between the fixed disks and spacers close to the lower surface of the fixed disk An upper surface side packing for sealing the flow path is provided on the upper surface of the spacer,
By making the planar shape of the switching flow path provided on the lower surface of the spacer different from the planar shape of the switching flow path provided on the upper surface of the spacer, the upper surface side packing has a packing installation length rather than the lower surface side packing. Is a multi-way valve characterized by being set short .
当該多方弁が、八つのポートを有する八方弁であることを特徴とする多方弁。 The multi-way valve of claim 1 ,
The multi-way valve is an eight-way valve having eight ports.
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