JP5872207B2

JP5872207B2 - 流路切換弁

Info

Publication number: JP5872207B2
Application number: JP2011183728A
Authority: JP
Inventors: 忠志杉浦; 葉子田村
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2011-08-25
Filing date: 2011-08-25
Publication date: 2016-03-01
Anticipated expiration: 2031-08-25
Also published as: JP2013044411A

Description

本発明は、流体の流れ方向(流路）を切り換えるための三方弁等の流路切換弁に係り、特に、左右側端部にそれぞれ弁体部が設けられたリフト弁、このリフト弁を開閉駆動（左右方向に押動）するための回動軸（モータ等の駆動装置）を備えた流路切換弁に関する。

この種の流路切換弁として、下記特許文献１には、弁本体の左右に一対の入出口が設けられた三方弁において、左右の入出口にそれぞれ弁軸ガイドを設け、リフト弁の弁軸（中心軸）を前記弁軸ガイドに通すことでリフト弁を左右方向（入出口開閉方向）に移動可能に支持するようにされたものが開示されている。

特開２００２−２２８０２２号公報

しかしながら、前記特許文献１に所載の流路切換弁では、左右の入出口にそれぞれ弁軸ガイドを設けているが、この弁軸ガイドが流体の流れを阻害するものとなり、流路抵抗、圧力損失が大きくなってしまうという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、比較的簡素な構成でありながら、流路抵抗、圧力損失を可及的に低減でき、かつ、シール面の摩耗抑制、耐久性向上等をも図ることのできる流路切換弁を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る流路切換弁は、基本的には、弁室及び該弁室に開口する複数個の入出口を有する弁本体と、前記入出口を開閉するための少なくとも一つの弁体部が設けられたリフト弁と、該リフト弁を前記弁室内に突出する先端で開閉駆動するための回動軸と、を備え、前記弁室に、前記リフト弁の一部が摺動自在に嵌合せしめられる案内溝又は案内突条が設けられ、前記リフト弁を前記案内溝又は案内突条に沿って移動させるべく、前記回動軸にそれに直交する方向に突出する押動アームが設けられるとともに、前記リフト弁に前記押動アームに押圧され得る押受部が設けられた流路切換弁において、前記案内溝又は案内突条は、前記弁室内の、前記回動軸が突出した側と対向する側に設けられ、前記押受部は、前記リフト弁の、前記回動軸が突出した側に設けられた軸状突部であり、前記押動アームの先端部に、前記軸状突部が遊挿されたことを特徴としている。

より好ましくは、弁室及び該弁室の左右に開口する第１入出口と第２入出口を有する弁本体と、前記第１入出口を開閉するための第１弁体部及び前記第２入出口を開閉するための第２弁体部がそれぞれ左右の側端部に設けられたリフト弁と、該リフト弁を前記弁室内に突出する先端で左右方向に開閉駆動するための回動軸と、を備え、前記弁室における左右方向に、前記リフト弁の一部が摺動自在に嵌合せしめられる略直線状の案内溝又は案内突条が設けられ、前記リフト弁を前記案内溝又は案内突条に沿って移動させるべく、前記回動軸にそれに直交する方向に突出する押動アームが設けられるとともに、前記リフト弁に前記押動アームに押圧され得る押受部が設けられた流路切換弁において、前記案内溝又は案内突条は、前記弁室内の、前記回動軸が突出した側と対向する側に設けられ、前記押受部は、前記リフト弁の、前記回動軸が突出した側に設けられた軸状突部であり、前記押動アームの先端部に、前記軸状突部が遊挿されたことを特徴としている。

好ましい態様では、前記押動アームの先端部に、前記軸状突部が相当の余裕をもって遊挿される穴、切欠付き穴、Ｃ字状部、又はＵ字状部が設けられる。

他の好ましい態様では、前記弁体部は、前記入出口の開口端縁部に押し付けられてそれを閉塞する球冠ないし球帯状のゴム製シール部材で構成される。

他の好ましい態様では、前記リフト弁に前記押受部が上下２カ所設けられるとともに、該２つの押受部に対応して、前記回動軸に前記押動アームが上下２カ所設けられる。

本発明に係る流路切換弁では、リフト弁を弁室の底部及び／又は天井部に設けられた案内溝又は案内突条で摺動自在に支持するようにされるので、従来例のように入出口に弁軸ガイドを設ける必要はなく、したがって、比較的簡素な構成でありながら、流路抵抗、圧力損失を可及的に低減できる。

本発明に係る流路切換弁の一実施形態（第１実施例）を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図。（Ａ）は図１（Ｂ）のＹ-Ｙ断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ-Ｘ断面図であり、［第１入出口：閉、第２入出口：開］状態を示している。図２と同様な断面図であり、［第１入出口及び第２入出口：開（中間開度）］状態を示している。図２と同様な断面図であり、［第１入出口：開、第２入出口：閉］状態を示している。第１実施例で使用されているリフト弁を示し、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図。第１実施例で使用されているホルダの下面図。第１実施例で使用されている回動軸及び押動アームを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は下面図。第１実施例の改善例（第２実施例）を示す、図２と同様な断面図。第２実施例で使用されている回動軸及び押動アームを示し、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は下面図。

以下、本発明の流路切換弁の実施形態を図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明に係る流路切換弁の一実施形態（第１実施例）を示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は右側面図、図２（Ａ）は図１（Ｂ）のＹ-Ｙ断面図、図２（Ｂ）は図１（Ａ）のＸ-Ｘ断面図である。

図示第１実施例の流路切換弁１は、三方弁の形態をとるもので、上面が開口した有底円筒状の弁本体５とこの弁本体５の上面開口部５ａに装着固定された蓋状ホルダ７とを備えている。弁本体５内には、蓋状ホルダ７を天井部とする弁室６が画成され、弁本体５の正面（前面）と左右の側面には、それぞれ前記弁室６に開口する入出口１０、１１、１２が設けられている。ここでは、前面に設けられた入出口が流入口１０とされ、左右の側面に設けられた入出口が第１流出口１１と第２流出口１２となっており、第１流出口１１と第２流出口１２は平面視で１８０度の角度間隔をあけて対向配置され、それらに等角度（９０度）間隔で流入口１０が配置されている。

弁室６内には、リフト弁２０が左右方向に移動可能に配在されている。リフト弁２０は、図２（Ａ）、（Ｂ）に加えて図５を参照すればよくわかるように、断面矩形状の基体部２３を有し、この基体部２３の左右側端部に、第１流出口１１及び第２流出口１２の開口端縁部（弁座）１１ａ、１２ａに押し付けられてそれを閉塞する球冠ないし球帯状のゴム製シール部材３０を有する第１弁体部２１と第２弁体部２２が設けられている。より詳細には、第１弁体部２１と第２弁体部２２は、基体部２３の側端部に設けられた、ゴム製シール部材３０が過剰に撓曲することを防ぐための受止板部２６、載台部２７、キノコ状抜止部２８を有し、前記ゴム製シール部材３０は、載台部２７とキノコ状抜止部２８により基体部２３にしっかりと固定されている。

また、リフト弁２０の基体部２３における下面側の左右端近くには、断面円形の棒状嵌合部２９、２９が下向きに突設されている。棒状嵌合部２９、２９の下部は後述する案内溝３５に摺動自在に嵌合せしめられている。

リフト弁２０の基体部２３における上面側中央には、円柱状の台状部２４が上向きに突設され、該台状部２４の上面中央には、後述する押動アーム１７により押圧され得る押受部としての、短円柱状の軸状突部２５が上向きに突設されている。

なお、リフト弁２０の基体部２３、台状部２４、軸状突部２５、受止板部２６、載台部２７、キノコ状抜止部２８、及び棒状嵌合部２９、２９は、摩擦抵抗が小さく摺動性に優れた例えばテフロン（登録商標）系の合成樹脂を素材として一体に成形されている。

一方、前記蓋状ホルダ７の中央に設けられた嵌挿穴７ａには、前記リフト弁２０を左右方向に開閉駆動するための（流入口１１、１２の開口端縁部（弁座）１１ａ、１２ａに接離する方向に移動させるための）回動軸１５が回動自在に支持されている。回動軸１５は図示されていないステッピングモータ等の回転駆動源により正逆両方向に任意に回転せしめられるようになっている。

また、前記弁室６の底部５ｂにおける左右方向に、前記リフト弁２０の棒状嵌合部２９、２９の下部が摺動自在に嵌合せしめられる略直線状の案内溝３５が設けられている。案内溝３５は、例えば底面が平らな断面矩形とされ、開口端縁部（弁座）１１ａ、１２ａ近くに位置する平面視半円形の両端部付近を除く中間部分は幅が広くされている。

そして、本実施例では、前記リフト弁２０を前記案内溝３５に沿って移動させるべく、前記回動軸１５の下端部にそれに直交する方向（真横）に突出する押動アーム１７が一体に設けられ、該押動アーム１７の先端部には、前記リフト弁２０に設けられた軸状突部２５が相当の余裕をもって遊挿される丸穴１８が形成されている（図２に加えて図７を参照）。

なお、蓋状ホルダ７の下面部には、図６に示される如くの、前記押動アーム１７が所要角度範囲内で回動可能に収容される角丸付き三角形状の凹所７ｂが設けられている。この凹所７ｂの左右側端面が押動アーム１７が過剰に回動すること（ゴム製シール部材３０が開口端縁部１１ａ、１２ａに過剰に押し付けられること）を制限するストッパ面となっている。

このような構成とされた本実施例の流路切換弁１においては、回動軸１５が例えば平面視で時計回りに、図２に示される如くの回転位置まで回転せしめられた際には、押動アーム１７によりリフト弁２０の軸状突部２５が左方に押圧され、それによって、リフト弁２０が案内溝３５に案内されながら第１流出口１１側に押動され、第１弁体部２１のゴム製シール部材３０が第１流出口１１の開口端縁部１１ａに押し付けられてそれを閉塞する。この際には、第２弁体部２２は第２流出口１２から離れる方向に移動するので、第２流出口１２が全開する。これにより、流入口１０からの流体は第２流出口１２の方へ流れる。

続いて、回動軸１５が図２に示される回転位置から反時計回りに、図３に示される如くの回転位置まで回転せしめられると、押動アーム１７によりリフト弁２０の軸状突部２５が右方に押圧され、それによって、リフト弁２０が案内溝３５に案内されながら第２流出口１２側に押動され、第１弁体部２１のゴム製シール部材３０が第１流出口１１の開口端縁部１１ａから離れて第１流出口１１が開く（中間開度）とともに、第２弁体部２２が第２流出口１２に接近するが、第２流出口１２を閉じるまでには至らない。これにより、流入口１０からの流体は第１流出口１１と第２流出口１２の両方へ流れる。

さらに、回動軸１５が図３に示される回転位置から反時計回りに、図４に示される如くの回転位置まで回転せしめられると、押動アーム１７によりリフト弁２０の軸状突部２５が右方に押圧され、それによって、リフト弁２０が案内溝３５に案内されながら第２流出口１２側に押動され、第２弁体部２２のゴム製シール部材３０が第２流出口１２の開口端縁部１２ａに押し付けられてそれを閉塞する。この際には、第１弁体部２１は第１流出口１１から離れる方向に移動するので、第１流出口１１が全開する。これにより、流入口１０からの流体は第１流出口１１の方へ流れる。

このような構成の本実施例の流路切換弁１では、リフト弁２０を弁室６の底部５ｂに設けられた案内溝３５で摺動自在に支持するようにされるので、従来例のように入出口に弁軸ガイドを設ける必要はなく、したがって、比較的簡素な構成でありながら、流路抵抗、圧力損失を可及的に低減できる。

また、リフト弁２０の二つの弁体部２１、２２に備えられるゴム製シール部材３０のみでシールする構成なので、パッキン等の他のシール部品は不要となり、部品点数を削減できる。

流出口１１、１２の開口端縁部（弁座）１１ａ、１２ａに球冠ないし球帯状のゴム製シール部材３０を押し付ける構造であるため、シール面が摺動して摩耗する懸念はなく、耐久性の向上が見込まれる。

シール面（ゴム製シール部材３０）が球面なので、多少の傾きが生じても所要のシール性を確保できる。

なお、上記実施例では、押動アーム１７に押圧される軸状突部２５がリフト弁２０の最上部に位置しているので、リフト弁２０に不所望なモーメントが生じるおそれがある。

そこで、図８に示されているように、リフト弁２０の基体部２３の下面側中央にも、下向きに円柱状の台状部２４’を突設し、該台状部２４の下面中央に押受部としての短円柱状の軸状突部２５’を下向きに突設する一方、図９に示される如くに、回動軸１５を下方に延長して長くし、前記上下の軸状突部２５、２５’を押圧できるように、上下２段の押動アーム１７、１７’を設け、押動アーム１７、１７’によりリフト弁２０の上部だけでなく下部も押圧するようになすことが改善例（第２実施例）として挙げられる。

なお、この第２実施例では、軸状凹部２５、２５’を挿入するために丸穴１８’が切欠１８ａ付きとされ、また、下側の押動アーム１７’にはリフト弁２０との干渉をさけるためその一部が削除されている（削除部１９）。

なお、上記実施例では、案内溝の代わりに案内突条を設け、リフト弁に該案内突条に摺動自在に嵌合する溝を設けるようにしてもよい。

また、上記実施例では、三方弁に本発明を適用した場合を例示したが、本発明は二方弁にも適用可能である。

１流路切換弁
５弁本体
６弁室
７蓋状ホルダ
１０流入口
１１第１流出口
１２第２流出口
１５回動軸
１７押動アーム
１８丸穴
２０リフト弁
２１第１弁体部
２２第２弁体部
２３基体部
２５軸状突部（押受部）
２９棒状嵌合部
３０ゴム製シール部材
３５案内溝

Claims

弁室及び該弁室に開口する複数個の入出口を有する弁本体と、前記入出口を開閉するための少なくとも一つの弁体部が設けられたリフト弁と、該リフト弁を前記弁室内に突出する先端で開閉駆動するための回動軸と、を備え、
前記弁室に、前記リフト弁の一部が摺動自在に嵌合せしめられる案内溝又は案内突条が設けられ、前記リフト弁を前記案内溝又は案内突条に沿って移動させるべく、前記回動軸にそれに直交する方向に突出する押動アームが設けられるとともに、前記リフト弁に前記押動アームに押圧され得る押受部が設けられた流路切換弁において、
前記案内溝又は案内突条は、前記弁室内の、前記回動軸が突出した側と対向する側に設けられ、前記押受部は、前記リフト弁の、前記回動軸が突出した側に設けられた軸状突部であり、前記押動アームの先端部に、前記軸状突部が遊挿されたことを特徴とする流路切換弁。
弁室及び該弁室の左右に開口する第１入出口と第２入出口を有する弁本体と、前記第１入出口を開閉するための第１弁体部及び前記第２入出口を開閉するための第２弁体部がそれぞれ左右の側端部に設けられたリフト弁と、該リフト弁を前記弁室内に突出する先端で左右方向に開閉駆動するための回動軸と、を備え、
前記弁室における左右方向に、前記リフト弁の一部が摺動自在に嵌合せしめられる略直線状の案内溝又は案内突条が設けられ、前記リフト弁を前記案内溝又は案内突条に沿って移動させるべく、前記回動軸にそれに直交する方向に突出する押動アームが設けられるとともに、前記リフト弁に前記押動アームに押圧され得る押受部が設けられた流路切換弁において、
前記案内溝又は案内突条は、前記弁室内の、前記回動軸が突出した側と対向する側に設けられ、前記押受部は、前記リフト弁の、前記回動軸が突出した側に設けられた軸状突部であり、前記押動アームの先端部に、前記軸状突部が遊挿されたことを特徴とする流路切換弁。
前記押動アームの先端部に、前記軸状突部が相当の余裕をもって遊挿される穴、切欠付き穴、Ｃ字状部、又はＵ字状部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路切換弁。
前記弁体部は、前記入出口の開口端縁部に押し付けられてそれを閉塞する球冠ないし球帯状のゴム製シール部材で構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の流路切換弁。
前記リフト弁に前記押受部が上下２カ所設けられるとともに、該２つの押受部に対応して、前記回動軸に前記押動アームが上下２カ所設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の流路切換弁。