JP6577066B2 - Flow path switching valve - Google Patents
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Description
本発明は、流路切換弁に係り、例えば弁室と各流出口との間の流体の漏洩を抑制する三方切換弁等の流路切換弁に関する。 The present invention relates to a flow path switching valve, for example relating to the flow path switching valve such as a three-way switching valve inhibits fluid leakage between the valve chamber and the outlet.
従来、例えば自動車のエンジンルーム内等を流れる流体の流路を切り換えるためにロータリー形の切換弁(ロータリー弁)が用いられている。このような従来の切換弁として、特許文献1には、流路を有する弁本体と、回転駆動装置に連結される駆動軸と、該駆動軸に連結される弁体と、弾性材料によって円筒状に構成されるとともに、前記弁本体の流路に連通する連通孔を備え、前記弁本体内の突起及び前記弁体により支持される弁シートとを備え、前記弁体が前記弁シートに収容された状態で、前記回転駆動装置で前記駆動軸を回転させることによって、該弁体が前記弁シートの内周面を回転摺動して前記流路の開閉又は切換を行うものが開示されている。
Conventionally, a rotary type switching valve (rotary valve) is used to switch a flow path of a fluid flowing in, for example, an engine room of an automobile. As such a conventional switching valve,
また、特許文献2には、一本の貫通流路を有する弁体と、該弁体が回転可能に収納される弁室を有する弁ケースと、前記弁体を保持するべく前記弁室の側面開口部に螺合される押さえシートと、前記側面開口部を塞ぐ弁カバーと、前記押さえシートの側面と前記弁カバーの内側面との間に押圧介在されるシールパッキンとを備えるものが開示されている。
Further,
ところで、特許文献1に開示されているバタフライバルブでは、弁室内に配置される弁シートが該弁室に連結される各導管ごとに4分割して形成されている。また、特許文献2に開示されている四方切換弁では、弁室と各流出口との間の流体の漏洩を防止するために、弁室内のボール状弁体と弁ケース及び押さえシートとの接触部分に、前記ボール状弁体に対接せしめられてそれを保持する球面受座状の一対づつ二組のパッキンが配設されている。そのため、特許文献1、2に開示されている従来の切換弁においては、部品点数や組立工数が増加して製造コストが高騰するといった問題が生じ得る。
By the way, in the butterfly valve disclosed in
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、部品点数や組立工数を削減しながら、弁室と各流出口との間の流体の漏洩を確実に抑制することのできる流路切換弁を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to reliably suppress fluid leakage between the valve chamber and each outlet while reducing the number of parts and the number of assembly steps. An object of the present invention is to provide a flow path switching valve that can be used.
上記する課題を解決するために、本発明に係る流路切換弁は、回転駆動装置と、弁室及び該弁室に連通する流出口を有する弁本体と、側部に1個又は複数個の連通孔が形成された円筒状の弁体部を有し、前記連通孔の周囲に沿って前記弁体部の外周面から外側へ向かうリブが突設され、前記弁体部の天井部に、軸心方向に向かって弁軸が延設され、前記弁軸が前記回転駆動装置に連結されるとともに前記弁体部が前記弁室内に配置される弁体と、周方向に複数の貫通孔が形成され、内周面が前記弁体の前記リブに当接し、外周面が前記弁本体の前記弁室を形成する内周面に当接するように前記弁体と前記弁本体との間に配置されるとともに、前記貫通孔の周囲に沿って外周面から外側へ向かって突設された外側リブを有し、前記外側リブが弾性材料から形成されている円筒状のシール部材と、を備え、前記リブと前記シール部材の内周面及び前記弁本体の前記弁室を形成する内周面と前記外側リブが密着しており、前記回転駆動装置で前記弁軸を介して前記弁体部を回転させることによって、前記弁体部が前記シール部材の内周側を回転摺動して前記弁本体の前記流出口の開閉又は切換を行うことを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a flow path switching valve according to the present invention includes a rotation drive device, a valve body having a valve chamber and an outlet communicating with the valve chamber, and one or a plurality of side valves . It has a cylindrical valve body part in which a communication hole is formed, a rib projecting outward from the outer peripheral surface of the valve body part along the periphery of the communication hole is provided , and on the ceiling part of the valve body part, A valve shaft extends in the axial direction, the valve shaft is connected to the rotary drive device, and the valve body is disposed in the valve chamber, and a plurality of through holes are provided in the circumferential direction. Formed between the valve body and the valve body so that the inner peripheral surface is in contact with the rib of the valve body and the outer peripheral surface is in contact with an inner peripheral surface forming the valve chamber of the valve body. And an outer rib projecting outward from the outer peripheral surface along the periphery of the through hole, and the outer rib is elastic. A cylindrical sealing member formed of a material, and the inner peripheral surface forming the valve chamber of the valve body and the inner peripheral surface of the valve member and the outer rib are in close contact with each other, By rotating the valve body portion via the valve shaft by the rotation driving device, the valve body portion rotates and slides on the inner peripheral side of the seal member, and opens / closes or switches the outlet of the valve body. It is characterized by performing .
好ましい態様では、前記リブの前記弁体部の中心に対して対称な位置に前記弁体部の外周面から外側へ向かう別途のリブが突設される。 In a preferred aspect, a separate rib extending outward from the outer peripheral surface of the valve body portion is provided at a position symmetrical to the center of the valve body portion of the rib.
更に好ましい態様では、前記リブ及び前記別途のリブは周方向に同一間隔で設けられる。 In a further preferred aspect, the rib and the separate rib are provided at the same interval in the circumferential direction.
更に好ましい態様では、前記リブ及び前記別途のリブは周方向に合計で4個形成される。 In a more preferred embodiment, a total of four ribs and separate ribs are formed in the circumferential direction.
更に好ましい態様では、前記別途のリブは、前記連通孔が形成されていない位置に設けられる。 In a further preferred aspect, the separate rib is provided at a position where the communication hole is not formed.
更に好ましい態様では、前記リブと前記別途のリブとは同一形状を有する。 In a further preferred aspect, the rib and the separate rib have the same shape.
好ましい態様では、前記弁体は、前記天井部が前記弁室の天井面と摺接し、前記弁体部の下端部が前記弁室の底面と摺接し、前記リブが前記シール部材の内周側と摺接するように配置される。 In a preferred aspect, the valve body has the ceiling portion in sliding contact with the ceiling surface of the valve chamber, the lower end portion of the valve body portion is in sliding contact with the bottom surface of the valve chamber, and the rib is on the inner peripheral side of the seal member. It is arranged so as to be in sliding contact with.
本発明によれば、部品点数や組立工数を削減できると共に、例えばシール部材が流路切換弁の弁室に収容された際に弁室と各流出口との間の流体の漏洩を確実に抑制することができる。 According to the present invention, the number of parts and the number of assembly steps can be reduced, and for example, when the seal member is accommodated in the valve chamber of the flow path switching valve, fluid leakage between the valve chamber and each outlet is reliably suppressed. can do.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[シール部材の実施形態1]
図1は、本発明に係るシール部材の実施形態1の全体構成を示したものである。
[
FIG. 1 shows an overall configuration of
図示するシール部材1は、主に、周方向に4個の貫通孔3a〜3dが同一間隔(90度間隔)で形成された円筒体2と、各貫通孔3a〜3dの周囲に沿って円筒体2の内周面2aから径方向内側へ向かって突設された内側リブ4a〜4dと、各貫通孔3a〜3dの周囲に沿って円筒体2の外周面2bから径方向外側へ向かって突設された外側リブ6a〜6dとを有している。
The sealing
シール部材1を構成する円筒体2と内側リブ4a〜4dと外側リブ6a〜6dとは一体に成形されている。このシール部材1は、例えば、天然ゴムの他にニトリルゴム(NBR)、水素化ニトリルゴム(H−NBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、アクリルゴム(ACM)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム(FKM)、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)等の合成ゴム等の弾性材料から形成され、特に、エチレンプロピレンゴム(EPM、EPDM)から形成されることが好ましい。
The
なお、円筒体2と内側リブ4a〜4dと外側リブ6a〜6dとは別体に形成してもよいが、例えばシール部材1を流路切換弁に組み込んだ際に弁室と各流出口との間の流体の漏洩を確実に抑制するため、内側リブ4a〜4dと外側リブ6a〜6dとは弾性材料から形成することが好ましい。一方、円筒体2は、弁室内での弁体の回転駆動に伴う当該シール部材1の変形を抑制するために、内側リブ4a〜4d及び外側リブ6a〜6dを形成する弾性材料よりも硬度の高い弾性材料もしくは弾性材料以外の樹脂材料等から形成してもよい。
Although the
また、シール部材1の円筒体2の軸心方向上端部には、その上面から軸心L方向上側へ向かって4個の上側突起5a〜5dが突設されている。また、円筒体2の軸心方向下端部には、その下面から軸心L方向下側へ向かって4個の下側突起7a〜7dが突設されている。この上側突起5a〜5dと下側突起7a〜7dとはそれぞれ凸状を呈し、円筒体2の貫通孔3a〜3dの中心と周方向で同じ位置、すなわち周方向に同一間隔(90度間隔)で設けられている。
In addition, four
なお、本実施形態1では、上側突起5a〜5dの軸心L方向での高さが下側突起7a〜7dの軸心L方向での高さよりも高く形成されているが、上側突起5a〜5dの軸心L方向での高さと下側突起7a〜7dの軸心L方向での高さとを同一に形成し、シール部材1を円筒体2の中心に対して点対称に形成してもよい。
In the first embodiment, the height of the
上記した実施形態1のシール部材1では、周方向に複数の貫通孔3a〜3dが形成された円筒体2と、各貫通孔3a〜3dの周囲に沿って円筒体2の内周面2a及び外周面2bから内側及び外側へ向かって突設された内側リブ4a〜4d及び外側リブ6a〜6dとからシール部材1が形成されることにより、例えばシール部材1を流路切換弁に組み付ける際に当該シール部材1の組立工数を削減することができる。また、内側リブ4a〜4dと外側リブ6a〜6dとが弾性材料から形成されることにより、例えばシール部材1が流路切換弁に組み込まれた際に弁室と各流出口との間の流体の漏洩を確実に抑制することができる。また、円筒体2と内側リブ4a〜4dと外側リブ6a〜6dとが一体に成形されていることにより、シール部材1の部品点数や製造工数を削減することができる。さらに、円筒体2の同形状の貫通孔3a〜3dや内側リブ4a〜4d、外側リブ6a〜6dが周方向に同一間隔で形成されることにより、例えばシール部材1が流路切換弁に組み込まれた際に弁室と各流出口との間の流体の漏洩を周方向で均等に且つ確実に抑制することができる。
In the sealing
また、シール部材1を構成する円筒体2の軸心方向端部に、上側突起5a〜5dや下側突起7a〜7dが軸心L方向へ向かって突設されることにより、例えばシール部材1が流路切換弁に組み込まれた際に弁体の回転駆動に伴う当該シール部材1の弁室内での回転を抑止することができる。また、上側突起5a〜5dと下側突起7a〜7dとが周方向で円筒体2の貫通孔3a〜3dと同じ位置に設けられることにより、貫通孔3a〜3dが形成された位置での円筒体2の縦断面積を増加させることができ、貫通孔3a〜3dに起因するシール部材1の剛性の低下を効果的に抑制することができる。
In addition, the
[シール部材の実施形態2]
図2は、本発明に係るシール部材の実施形態2の全体構成を示したものである。図2に示す実施形態2のシール部材1Aは、図1に示す実施形態1のシール部材1に対し、円筒体の軸心方向端部に突設した突起の構成が相違しており、その他の構成は図1に示すシール部材1と同様である。したがって、図1に示す実施形態1のシール部材1と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[
FIG. 2 shows the overall configuration of
シール部材1Aを構成する円筒体2Aの軸心方向上端部には、径方向外側へ向かって4個の上側突起5aA〜5dAが突設されている。また、円筒体2Aの軸心方向下端部には、径方向外側へ向かって4個の下側突起7aA〜7dA(下側突起7cAは不図示)が突設されている。上側突起5aA〜5dAはそれぞれ、円筒体2Aの上面から軸心方向下方へ延びる板状を呈し、下側突起7aA〜7dAはそれぞれ、円筒体2Aの下面から軸心方向上方へ延びる板状を呈し、上側突起5aA〜5dAと下側突起7aA〜7dAとはそれぞれ周方向に同一間隔(90度間隔)で且つ同じ位置に設けられている。また、上側突起5aA〜5dAと下側突起7aA〜7dAとはそれぞれ、円筒体2Aの貫通孔3aA〜3dAと周方向で異なる位置、すなわち軸心LA方向で視た際に円筒体2Aの隣り合う貫通孔3aA〜3dAの間に設けられている。
Four upper projections 5aA to 5dA project outwardly in the radial direction from the upper end in the axial direction of the
ここで、上側突起5aA〜5dAと下側突起7aA〜7dAとは、軸心LA方向での長さや周方向での幅、径方向での長さ(円筒体2Aの外周面2bAからの突出量)が同一に形成され、シール部材1Aは円筒体2Aの中心に対して点対称に形成されている。また、上側突起5aA〜5dAと下側突起7aA〜7dAの径方向での高さは、円筒体2Aの貫通孔3aA〜3dAの周囲に沿って設けられた外側リブ6aA〜6dAの径方向での高さよりも高く形成されている。
Here, the upper protrusions 5aA to 5dA and the lower protrusions 7aA to 7dA are the length in the axis LA direction, the width in the circumferential direction, and the length in the radial direction (the amount of protrusion from the outer peripheral surface 2bA of the
上記した実施形態2のシール部材1Aでは、上側突起5aA〜5dAと下側突起7aA〜7dAとが径方向外側へ向かって突設して形成されることにより、例えばシール部材1Aが流路切換弁に組み込まれた際に弁体の回転駆動に伴う当該シール部材1Aの弁室内での回転を抑止できると共に、シール部材1Aの軸心LA方向での高さを低減して当該シール部材1Aを小型化することができる。また、上側突起5aA〜5dA及び下側突起7aA〜7dAが、軸心LA方向で視た際に円筒体2Aに形成された貫通孔3aA〜3dAの間に設けられることにより、上側突起5aA〜5dA及び下側突起7aA〜7dAの軸心LA方向での長さを確保することができ、上側突起5aA〜5dA及び下側突起7aA〜7dAや円筒体2Aの強度を確保することができる。さらに、シール部材1Aが円筒体2Aの中心に対して点対称に形成されることにより、例えばシール部材を上下反転した姿勢で流路切換弁に組み付けることができ、欠陥品の発生を抑止できると共にその組立工程を簡素化することができる。
In the sealing
[シール部材の実施形態3]
図3は、本発明に係るシール部材の実施形態3の全体構成を示したものである。図3に示す実施形態3のシール部材1Bは、図1に示す実施形態1のシール部材1に対し、円筒体の軸心方向上端部に突起ではなく、凹状の窪みを形成した構成が相違しており、その他の構成は図1に示すシール部材1と同様である。したがって、図1に示す実施形態1のシール部材1と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Embodiment 3 of seal member]
FIG. 3 shows the overall configuration of Embodiment 3 of the seal member according to the present invention. The
シール部材1Bを構成する円筒体2Bの軸心方向上端部には、その上面から軸心LB方向下側へ向かって4個の上側窪み5aB〜5dBが形成されている。また、円筒体2Bの軸心方向下端部には、その下面から軸心LB方向下側へ向かって4個の下側突起7aB〜7dBが突設されている。上側窪み5aB〜5dBはそれぞれ凹状を呈し、下側突起7aB〜7dBはそれぞれ凸状を呈し、上側窪み5aB〜5dBと下側突起7aB〜7dBとはそれぞれ円筒体2Bの貫通孔3aB〜3dBの中心と周方向で同じ位置、すなわち周方向に同一間隔(90度間隔)で設けられている。すなわち、上側窪み5aB〜5dBと下側突起7aB〜7dBとはそれぞれ周方向に同一間隔(90度間隔)で且つ同じ位置に設けられている。
At the upper end in the axial direction of the
上記した実施形態3のシール部材1Bでは、シール部材1Bを構成する円筒体2Bの軸心方向上端部に上側窪み5aB〜5dBが形成され、その軸心方向下端部に下側突起7aB〜7dBが軸心LB方向へ向かって突設されることにより、例えばシール部材1Bが流路切換弁に組み込まれた際に弁体の回転駆動に伴う当該シール部材1Bの弁室内での回転を抑止できると共に、シール部材1Bの軸心LB方向での高さの増加を抑制して当該シール部材1Bを小型化することができる。
In the sealing
なお、上記した実施形態3では、円筒体2Bの軸心方向上端部のみに凹状の窪みを形成したが、例えば円筒体2Bの軸心方向下端部に凹状の窪みを形成してもよいし、円筒体2Bの軸心方向上端部と下端部の双方に凹状の窪みを形成してもよい。
In Embodiment 3 described above, the concave dent is formed only at the upper end in the axial direction of the
[シール部材の実施形態4]
図4は、本発明に係るシール部材1Cの実施形態4の全体構成を示したものである。図4に示す実施形態4のシール部材1Cは、図1に示す実施形態1のシール部材1に対し、円筒体の内周面の内側リブを省略した構成が相違しており、その他の構成は図1に示すシール部材1と同様である。したがって、図1に示す実施形態1のシール部材1と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Embodiment 4 of Sealing Member]
FIG. 4 shows the overall configuration of Embodiment 4 of the
図示するシール部材1Cは、主に、周方向に4個の貫通孔3aC〜3dCが同一間隔(90度間隔)で形成された円筒体2Cと、各貫通孔3aC〜3dCの周囲に沿って円筒体2Cの外周面2bCから径方向外側へ向かって突設された外側リブ6aC〜6dCとを有している。シール部材1Cを構成する円筒体2Cと外側リブ6aC〜6dCとは一体に成形されている。
The sealing
また、シール部材1Cの円筒体2Cの軸心方向上端部には、その上面から軸心LC方向上側へ向かって4個の上側突起5aC〜5dCが突設されている。また、円筒体2Cの軸心方向下端部には、その下面から軸心LC方向下側へ向かって4個の下側突起7aC〜7dCが突設されている。この上側突起5aC〜5dCと下側突起7aC〜7dCとはそれぞれ凸状を呈し、円筒体2Cの貫通孔3aC〜3dCの中心と周方向で同じ位置、すなわち周方向に同一間隔(90度間隔)で設けられている。
In addition, four upper projections 5aC to 5dC project from the upper surface of the cylindrical member 2C of the
上記した実施形態4のシール部材1Cでは、円筒体2Cの内周面2aC側の内側リブを省略したことにより、当該シール部材1Cの形状を簡素化できると共に、シール部材1Cを成形する際の成形工程を格段に簡素化することができ、当該シール部材1Cの製造コストの高騰を抑制することができる。
In the sealing
[シール部材の実施形態5]
図5は、本発明に係るシール部材1Dの実施形態5の全体構成を示したものである。図5に示す実施形態5のシール部材1Dは、図3に示す実施形態3のシール部材1Bに対し、円筒体の内周面の内側リブを省略した構成が相違しており、その他の構成は図3に示すシール部材1Bと同様である。したがって、図3に示す実施形態3のシール部材1Bと同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
[Embodiment 5 of Sealing Member]
FIG. 5 shows an overall configuration of Embodiment 5 of the
実施形態5のシール部材1Dでは、実施形態4のシール部材1Cと同様、円筒体2Dの内周面2aD側の内側リブを省略したことにより、当該シール部材1Dの形状を簡素化できると共に、シール部材1Dを成形する際の成形工程を格段に簡素化することができ、当該シール部材1Dの製造コストの高騰を抑制することができる。また、円筒体2Dの軸心方向上端部に上側窪み5aD〜5dDを形成し、かつ円筒体2Dの内周面2aD側の内側リブを省略したことにより、当該シール部材1Dを小型化かつ軽量化することができる。
In the
[流路切換弁の実施形態1]
次に、上記した実施形態1のシール部材1が組み込まれた流路切換弁の実施形態を図6、7を参照して説明する。図示する流路切換弁10は、例えば自動車のエンジンルーム内等を流れる流体の流路を多方向に切り換える多方切換弁として使用されるものである。
[
Next, an embodiment of a flow path switching valve in which the
図示する流路切換弁10は、主に、弁室11を有する樹脂製の弁本体12と、弁本体12の上方に配置されたモータ(回転駆動装置)13と、弁本体12の弁室11内に配置される弁シートとしてのシール部材1と、モータ13の出力軸に連結される弁軸14aとシール部材1により囲まれる領域に収容される弁体部14bとからなる樹脂製の弁体14と、を備えている。
The flow
弁本体12は段付き円筒状基体12aとカバー12bとを有し、円筒状基体12aの大径部12cの内部に弁室11が画成される。また、大径部12cの側部には、弁室11に開口する横向きの流出口11a、11bが90度置きで2個形成されると共に、それぞれの流出口11a、11bに連通する流出路15a、15bを有する導管継手16a、16bが一体に形成されている(図7参照)。また、大径部12cの底部には弁室11に開口する縦向きの開口12eが形成され、該開口12eの内周面には段部が形成されている。また、円筒状基体12aの小径部12dの内部には、弁室11に連通し且つ該弁室11よりも小径の軸心L方向へ延びる収容室17が画成されている。
The valve
弁本体12のカバー12bは、円筒状基体12aの大径部12cの開口12eと略同等の外径を有する嵌合部12fを有し、嵌合部12fの外周面は大径部12cの開口12eの内周面と相補的な形状を有している。カバー12bの嵌合部12fが円筒状基体12aの大径部12cの開口12eに嵌合され、開口12eの内周面と嵌合部12fの外周面とが当接した姿勢で円筒状基体12aとカバー12bとが超音波溶接等により溶着されて固着されることにより、円筒状基体12aとカバー12bとで弁室11が画成される。また、嵌合部12fの略中心には、弁室11に開口する縦向きの流入口11cが形成されると共に、該流入口11cに連通する流入路15cを有する導管継手16cが一体に形成されている。
The
弁本体12の内周面のうち弁室11を形成する天井面18の外縁から僅かに内側の部分には、軸心L方向上側へ向かって4個の凹部19a〜19dが形成されている。この凹部19a〜19dは周方向に同一間隔(90度間隔)で設けられ、この凹部19a〜19dのうち2個(凹部19a、19b)は、大径部12cの側部に形成された流出口11a、11bと周方向で同じ位置に配置されている。
Four
シール部材1は、上側突起5a〜5dが前記凹部19a〜19dにそれぞれ嵌合され、下側突起7a〜7dがカバー12bの嵌合部12fの上面と当接するように弁本体12の弁室11内に収容される。これにより、シール部材1の隣り合う貫通孔3a、3bと円筒状基体12aの大径部12cの流出口11a、11bとが略同じ位置で位置決めされ、弁本体12の弁室11と導管継手16a、16bの流出路15a、15bとがシール部材1の円筒体2の貫通孔3a、3b及び流出口11a、11bを介して連通される。なお、凹部19a〜19dの上面とカバー12bの嵌合部12fの上面との寸法は、シール部材1の上側突起5a〜5dの上面と円筒体2の下面との寸法に略一致するように設定され、天井面18とカバー12bの嵌合部12fの上面との寸法は、シール部材1の円筒体2の上下方向高さと略一致するように設定されている。これにより、シール部材1は軸心L方向で圧縮された状態で弁室11内に収容され、シール部材1の下側突起7a〜7dがカバー12bの嵌合部12fの上面に押圧されるため、弁室11内での弁体部14bの回転駆動に伴うシール部材1の回転が、前記凹部19a〜19dに嵌合された上側突起5a〜5d及び前記嵌合部12fの上面に押圧された下側突起7a〜7dの双方により抑止される。
The
弁体14は、円筒状の弁体部14bの天井部の上面が天井面18と摺接し、下端部の下面がカバー12bの嵌合部12fの上面と摺接し、円筒状の側部の外周面がシール部材1の内側リブ4a〜4dの内周側と摺接するように配置されている。弁体14の弁体部14bの側部には、横向きの連通孔21a、21bが90度置きで2個形成されている。また、弁体部14bの天井部の略中心には軸心L方向上側に向かって弁軸14aが一体的に延設されている。弁軸14aは、円筒状基体12aの小径部12dの収容室17に回転摺動自在に配置されると共に、弁軸14aには、軸心L方向に2個の環状溝22a、22bが形成され、該環状溝22a、22bのそれぞれにOリング23a、23bが装着され、弁室11内の流体が上方に配置されたモータ13側へ漏洩しないようになっている。
In the
弁体14の弁体部14bは、モータ13の出力軸に連結された弁軸14aを介してモータ13の回転駆動に応じて軸心L周りで回転駆動され、横向きの連通孔21a、21bがシール部材1の円筒体2の貫通孔3a、3b及び弁本体12の円筒状基体12aの流出口11a、11bを介して導管継手16a、16bの流出路15a、15bと選択的に連通される。なお、弁体14の弁体部14bの下側開口21cは、常時、弁本体12のカバー12bの流入口11cを介して導管継手16cの流入路15cと連通している。
The
ここで、弁体14の弁体部14bの側部の外周面と円筒状基体12aの大径部12cの内周面との間隔D(図7参照)は、図1に示すシール部材1の内側リブ4a〜4dの頂部と外側リブ6a〜6dの頂部との寸法よりも小さく、シール部材1の円筒体2の径方向の厚さよりも大きく設計されている。これにより、内側リブ4a〜4dと外側リブ6a〜6dとが弁体14の弁体部14bの側部の外周面と円筒状基体12aの大径部12cの内周面とで圧縮された姿勢、且つ、円筒体2が弁体14の弁体部14bの側部の外周面と円筒状基体12aの大径部12cの内周面とから離間した姿勢で、シール部材1が弁体14の弁体部14bの側部と円筒状基体12aの大径部12cとの間に介在配置される。よって、シール部材1に囲まれた領域に回転摺動自在に収容された弁体14の弁体部14bを弁室11内で円滑に回転駆動できると共に、弁体14の弁体部14bの側部の外周面とシール部材1の内側リブ4a〜4d及び円筒状基体12aの大径部12cの内周面とシール部材1の外側リブ6a〜6dが密着し、弁体14と弁本体12との間の流体の漏出を確実に抑止することができる。
Here, a distance D (see FIG. 7) between the outer peripheral surface of the side of the
上記した流路切換弁10における温水や冷水等の流体の流れを概説する。例えば図7に示す状態では、弁本体12のカバー12bの導管継手16cの流入路15cから流入した流体は、流入口11c及び弁体部14bの下側開口21cを介して弁室11に導入され、弁体部14bの側部の連通孔21a、21b、シール部材1の円筒体2の貫通孔3a、3b、及び弁本体12の円筒状基体12aの流出口11a、11bを介して導管継手16a、16bの流出路15a、15bの双方に導かれる。
The flow of fluid such as hot water and cold water in the above-described flow
モータ13の駆動によって弁軸14aを介して例えば図7に示す状態から時計回りに90度だけ弁体14を回転させると、弁体部14bの側部の連通孔21aがシール部材1の円筒体2の貫通孔3b及び弁本体12の円筒状基体12aの流出口11bと略同じ位置に到達するまで、弁体部14bがシール部材1の内側リブ4a〜4dの内周側と摺動しながら回転される。この状態では、弁本体12のカバー12bの導管継手16cの流入路15cから流入した流体は、流入口11c及び弁体部14bの下側開口21cを介して弁室11に導入され、弁体部14bの側部の連通孔21a、シール部材1の円筒体2の貫通孔3b、及び弁本体12の円筒状基体12aの流出口11bを介して導管継手16bの流出路15bのみに導かれる。
When the
一方、モータ13の駆動によって弁軸14aを介して例えば図7に示す状態から反時計回りに90度だけ弁体14を回転させると、弁体部14bの側部の連通孔21bがシール部材1の円筒体2の貫通孔3a及び弁本体12の円筒状基体12aの流出口11aと略同じ位置に到達するまで、弁体部14bがシール部材1の内側リブ4a〜4dの内周側と摺動しながら回転される。この状態では、弁本体12のカバー12bの導管継手16cの流入路15cから流入した流体は、流入口11c及び弁体部14bの下側開口21cを介して弁室11に導入され、弁体部14bの側部の連通孔21b、シール部材1の円筒体2の貫通孔3a、及び弁本体12の円筒状基体12aの流出口11aを介して導管継手16aの流出路15aのみに導かれる。
On the other hand, when the
このように実施形態1の流路切換弁10では、モータ13の駆動によって弁体14の弁体部14bを適宜の位置まで回転させることによって、弁本体12のカバー12bの導管継手16cの流入路15cから流入した流体を適宜の導管継手の流出路に円滑に且つ確実に切り換えることができる。
As described above, in the flow
なお、実施形態1のシール部材1に代えて実施形態2のシール部材1Aを流路切換弁に組み込むことができることは当然である。その場合には、弁室11を形成する弁本体12の円筒状基体12aの大径部12cの内周面のうち径方向の内周面の上端側や下端側に、シール部材1Aの円筒体2Aの軸心方向上端部や下端部に設けられた上側突起5aA〜5dAや下側突起7aA〜7dAが嵌合される凹部を形成すればよい。
In addition, it is natural that it can replace with the sealing
[流路切換弁の実施形態2]
次に、上記した実施形態3のシール部材1Bが組み込まれた流路切換弁の実施形態を図8を参照して説明する。
[
Next, an embodiment of the flow path switching valve in which the sealing
図8に示す実施形態2の流路切換弁10Bは、図6に示す実施形態1の流路切換弁10に対し、主にシール部材1Bと弁本体12Bの内周面のうち弁室11Bを形成する天井面18Bの構成が相違しており、その他の構成は図6に示す流路切換弁10と同様である。したがって、図6に示す実施形態1の流路切換弁10と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
The flow
実施形態2の流路切換弁10Bでは、弁本体12Bの内周面のうち弁室11Bを形成する天井面18Bに、軸心LB方向下側へ向かって4個の凸部19aB〜19dBが形成されている。この凸部19aB〜19dBは周方向に同一間隔(90度間隔)で設けられ、この凸部19aB〜19dBのうち2個(凸部19aB、19bB)は、大径部12cBの側部に形成された流出口11aB、11bBと周方向で同じ位置に配置されている。
In the flow
シール部材1Bは、上側窪み5aB〜5dBに前記凸部19aB〜19dBがそれぞれ嵌合され、下側突起7aB〜7dBがカバー12bBの嵌合部12fBの上面と当接するように弁本体12Bの弁室11B内に収容される。
The
これにより、上記した実施形態1の流路切換弁10と同様、シール部材1Bの隣り合う貫通孔3aB、3bBと円筒状基体12aBの大径部12cBの流出口11aB、11bBとが略同じ位置で位置決めされ、弁本体12Bの弁室11Bと導管継手16aB、16bBの流出路15aB、15bBとがシール部材1Bの円筒体2Bの貫通孔3aB、3bB及び流出口11aB、11bBを介して連通される。また、弁室11B内での弁体部14bBの回転駆動に伴うシール部材1Bの回転が、前記凸部19aB〜19dBが嵌合された上側窪み5aB〜5dBや前記嵌合部12fBの上面に押圧された下側突起7aB〜7dBにより抑止されることとなる。
Thereby, like the flow-
[流路切換弁の実施形態3]
次に、上記した実施形態4のシール部材1Cが組み込まれた流路切換弁の実施形態を図9、10を参照して説明する。
[Embodiment 3 of the flow path switching valve]
Next, an embodiment of a flow path switching valve in which the
図9に示す実施形態3の流路切換弁10Cは、図6に示す実施形態1の流路切換弁10に対し、主にシール部材1Cと弁体14Cの構成が相違しており、その他の構成は図6に示す流路切換弁10と同様である。したがって、図6に示す実施形態1の流路切換弁10と同様の構成については同様の符号を付してその詳細な説明は省略する。
The flow path switching valve 10C of the third embodiment shown in FIG. 9 differs from the flow
実施形態3の流路切換弁10Cでは、弁体14Cの弁体部14bCの側部に形成された横向きの連通孔21aC、21bCの周囲に沿ってその外周面から外側へ向かうリブ25aC、25bCが突設されると共に、弁体部14bCの中心に対して対称な位置にその外周面から外側へ向かうリブ25cC、25dCが突設されている。すなわち、図10に示すように、弁体14Cの弁体部14bCの側部の外周面に、周方向に等間隔(90度間隔)で4個の略円形状のリブ25aC〜25dCが突設されている。 In the flow path switching valve 10C of the third embodiment, ribs 25aC and 25bC extending outward from the outer peripheral surface along the periphery of the lateral communication holes 21aC and 21bC formed in the side portion of the valve body portion 14bC of the valve body 14C are provided. While projecting, ribs 25cC and 25dC projecting outward from the outer peripheral surface are projected at positions symmetrical to the center of the valve body part 14bC. That is, as shown in FIG. 10, four substantially circular ribs 25aC to 25dC are projected from the outer peripheral surface of the side portion of the valve body portion 14bC of the valve body 14C at equal intervals (90 degree intervals) in the circumferential direction. Has been.
弁体14Cは、図10に示すように、弁体部14bCの天井部の上面が天井面18Cと摺接し、下端部の下面がカバー12bCの嵌合部12fCの上面と摺接し、側部の外周面に設けられたリブ25aC〜25dCがシール部材1Cの内周側と摺接するように配置されている。
As shown in FIG. 10, the valve body 14C has a top surface of the valve body portion 14bC that is in sliding contact with the ceiling surface 18C, a bottom surface of the lower end portion is in sliding contact with the top surface of the fitting portion 12fC of the cover 12bC, Ribs 25aC to 25dC provided on the outer peripheral surface are arranged so as to be in sliding contact with the inner peripheral side of the sealing
弁体14Cの弁体部14bCは、モータ13Cの出力軸に連結された弁軸14aCを介してモータ13Cの回転駆動に応じて軸心LC周りで回転駆動され、横向きの連通孔21aC、21bCがシール部材1Cの円筒体2Cの貫通孔3aC、3bC及び弁本体12Cの円筒状基体12aCの流出口11aC、11bCを介して導管継手16aC、16bCの流出路15aC、15bCと選択的に連通される。
The valve body portion 14bC of the valve body 14C is rotationally driven around the axis LC according to the rotational drive of the
ここで、弁体14Cの弁体部14bCの側部の外周面に設けられたリブ25aC〜25dCの頂部と円筒状基体12aCの大径部12cCの内周面との間隔は、シール部材1Cの円筒体2Cの内周面2aCと外側リブ6aC〜6dCの頂部との寸法よりも小さく、シール部材1Cの円筒体2Cの径方向の厚さよりも大きく設計されている。これにより、シール部材1Cの円筒体2Cと外側リブ6aC〜6dCとが、弁体14Cの弁体部14bCの側部に設けられたリブ25aC〜25dCと円筒状基体12aCの大径部12cCの内周面とで圧縮された姿勢、且つ、円筒体2Cが弁体14Cの弁体部14bCの側部の外周面と円筒状基体12aCの大径部12cCの内周面とから離間した姿勢で、シール部材1Cが弁体14Cの弁体部14bCの側部と円筒状基体12aCの大径部12cCとの間に介在配置される。
Here, the interval between the tops of the ribs 25aC to 25dC provided on the outer peripheral surface of the side of the valve body 14bC of the valve body 14C and the inner peripheral surface of the large-diameter portion 12cC of the cylindrical base 12aC is the same as that of the
よって、上記した実施形態1の流路切換弁10と同様、シール部材1Cに囲まれた領域に回転摺動自在に収容された弁体14Cの弁体部14bCを弁室11C内で円滑に回転駆動できると共に、弁体14Cの弁体部14bCの側部の外周面に設けられたリブ25aC〜25dCとシール部材1Cの円筒体2Cの内周面2aC及び円筒状基体12aCの大径部12cCの内周面とシール部材1Cの外側リブ6aC〜6dCが密着し、内側リブを省略したシール部材1Cを使用する場合であっても、弁体14Cと弁本体12Cとの間の摺動抵抗を減らしつつ流体の漏出を確実に抑止することができる。
Therefore, similarly to the flow
なお、実施形態4のシール部材1Cに代えて実施形態5のシール部材1Dを流路切換弁に組み込むことができることは当然である。その場合には、弁本体12Cの内周面のうち弁室11Cを形成する天井面18Cに、シール部材1Dの軸心方向上端部に形成された上側窪み5aD〜5dDに嵌合される凸部を形成すればよい。
Of course, the
なお、上記する実施形態1〜5のシール部材1〜1Dでは、円筒体の軸心方向上端部及び下端部の双方に突起や窪みが設けられるものとしたが、例えば弁体の回転に伴うシール部材の回転を防止できれば、円筒体の軸心方向上端部及び下端部の一方のみに突起や窪みを設けてもよい。
In the
また、上記する実施形態1〜3の流路切換弁では、当該流路切換弁の組立工程を簡素化するために弁室を形成する天井面のみにシール部材の上側突起が嵌合される凹部やシール部材の上側窪みに嵌合される凸部を形成したが、例えば弁体の回転に伴うシール部材の回転をより効果的に抑止するために、カバーの嵌合部の上面に下側突起が嵌合される凹部等を形成してもよい。
Moreover, in the flow path switching valve of
上記した実施形態1〜5のシール部材1〜1Dは、自動車のエンジンルーム内等を流れる流体の流路を切り換える流路切換弁の他、様々な機器における流体用シール部材として採用することができる。
The above-described
なお、シール部材の円筒体に形成される貫通孔の形状や数、円筒体の軸心方向端部に形成される突起や窪みの形状や数等は、必要とされる流体の流量や流路の数、流路を切り換えるためのモータの駆動力や回転速度等に応じて適宜に変更できることは当然である。 The shape and number of through-holes formed in the cylindrical body of the seal member, the shape and number of protrusions and depressions formed at the axial end of the cylindrical body, etc. Of course, it can be changed as appropriate according to the number of motors, the driving force of the motor for switching the flow path, the rotational speed, and the like.
1 シール部材
2 円筒体
2a 円筒体の内周面
2b 円筒体の外周面
3a〜3d 貫通孔
4a〜4d 内側リブ
5a〜5d 上側突起
6a〜6d 外側リブ
7a〜7d 下側突起
10 流路切換弁
11 弁室
11a、11b 流出口
11c 流入口
12 弁本体
12a 円筒状基体
12b カバー
12c 円筒状基体の大径部
12d 円筒状基体の小径部
12e 円筒状基体の大径部の開口
12f 嵌合部
13 モータ(回転駆動装置)
14 弁体
14a 弁軸
14b 弁体部
15a、15b 流出路
15c 流入路
16a、16b、16c 導管継手
17 収容室
18 天井面
19a〜19d 凹部
21a、21b 連通孔
21c 下側開口
DESCRIPTION OF
14
Claims (7)
弁室及び該弁室に連通する流出口を有する弁本体と、
側部に1個又は複数個の連通孔が形成された円筒状の弁体部を有し、前記連通孔の周囲に沿って前記弁体部の外周面から外側へ向かうリブが突設され、前記弁体部の天井部に、軸心方向に向かって弁軸が延設され、前記弁軸が前記回転駆動装置に連結されるとともに前記弁体部が前記弁室内に配置される弁体と、
周方向に複数の貫通孔が形成され、内周面が前記弁体の前記リブに当接し、外周面が前記弁本体の前記弁室を形成する内周面に当接するように前記弁体と前記弁本体との間に配置されるとともに、前記貫通孔の周囲に沿って外周面から外側へ向かって突設された外側リブを有し、前記外側リブが弾性材料から形成されている円筒状のシール部材と、を備える流路切換弁であって、
前記リブと前記シール部材の内周面及び前記弁本体の前記弁室を形成する内周面と前記外側リブが密着しており、
前記回転駆動装置で前記弁軸を介して前記弁体部を回転させることによって、前記弁体部が前記シール部材の内周側を回転摺動して前記弁本体の前記流出口の開閉又は切換を行うことを特徴とする流路切換弁。 A rotary drive device;
A valve body having a valve chamber and an outlet communicating with the valve chamber;
It has a cylindrical valve body part in which one or a plurality of communication holes are formed on the side part, and ribs extending outward from the outer peripheral surface of the valve body part are provided along the periphery of the communication hole , A valve body having a valve shaft extending in an axial direction on a ceiling portion of the valve body portion, the valve shaft being connected to the rotation driving device, and the valve body portion being disposed in the valve chamber; ,
A plurality of through holes are formed in the circumferential direction, an inner peripheral surface is in contact with the rib of the valve body, and an outer peripheral surface is in contact with an inner peripheral surface forming the valve chamber of the valve body. A cylindrical shape that is disposed between the valve main body and has an outer rib projecting outward from an outer peripheral surface along the periphery of the through hole, and the outer rib is formed of an elastic material. A flow path switching valve comprising:
The outer peripheral rib and the inner peripheral surface forming the valve chamber of the valve body and the inner peripheral surface of the seal member are in close contact with each other,
By rotating the valve body portion via the valve shaft by the rotation driving device, the valve body portion rotates and slides on the inner peripheral side of the seal member, and opens / closes or switches the outlet of the valve body. channel switching valve, characterized in that to perform.
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