JP7049706B1 - Switching valve and switching valve device - Google Patents
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Abstract
【課題】省力化を図ることができる切替バルブおよび切替バルブ装置を提供することを目的とする。【解決手段】回転軸A周りに回転駆動する回転駆動源Mに連結可能であり、流体の流路を切替可能な切替バルブ1である。切替バルブ1は、内部空間21a~24aを有する支持体21~24と、回転軸A周りに回転可能な状態で内部空間21a~24aに収容され、回転駆動源Mに連結可能な回転体31~34とを含む。支持体21~24は、流体を送出するか、または受容する外部ポート21p~24pを備える。回転体31~34は、流体を収容する弁室31a~34aと、弁室31a~34aと連通する内部ポート31p~34pとを備える。内部ポート31p~34pは、外部ポート21p~24pと選択的に流体接続可能であるように、回転体31~34が支持体21~24に対して回転軸A周りに所定の回転角度で回転したときに、外部ポート21p~24pと重なる位置に設けられる。【選択図】図1BPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching valve and a switching valve device capable of saving labor. SOLUTION: This is a switching valve 1 that can be connected to a rotation drive source M that is rotationally driven around a rotation axis A and can switch a fluid flow path. The switching valve 1 is housed in the supports 21 to 24 having the internal spaces 21a to 24a and the internal spaces 21a to 24a in a state of being rotatable around the rotation axis A, and is connected to the rotation drive source M. Including 34. The supports 21 to 24 include external ports 21p to 24p that send or receive fluid. The rotating bodies 31 to 34 include valve chambers 31a to 34a for accommodating the fluid and internal ports 31p to 34p communicating with the valve chambers 31a to 34a. The rotating bodies 31 to 34 rotate around the rotation axis A with respect to the supports 21 to 24 at a predetermined rotation angle so that the internal ports 31p to 34p can be selectively fluid-connected to the external ports 21p to 24p. Occasionally, it is provided at a position overlapping the external ports 21p to 24p. [Selection diagram] FIG. 1B
Description
本発明は、切替バルブおよび切替バルブ装置に関する。 The present invention relates to a switching valve and a switching valve device.
たとえば空気などの流体の流路を切り替えるために、切替バルブが用いられている。切替バルブとして、ソレノイドコイルなどの電磁石への通電により生成される電磁力によってポートの開閉を切り替える電磁式切替バルブ(いわゆる、ソレノイド弁(電磁弁))が用いられる。一般的に、電磁式切替バルブは、弁体の直線的な往復運動によって、ポートの開閉を切り替えるものであり(たとえば、特許文献1参照)、非通電時にポートが開状態である、いわゆる「ノーマルオープン型」と、非通電時にポートが閉状態である、いわゆる「ノーマルクローズ型」に大別される。 For example, a switching valve is used to switch the flow path of a fluid such as air. As the switching valve, an electromagnetic switching valve (so-called solenoid valve (solenoid valve)) that switches the opening and closing of the port by an electromagnetic force generated by energizing an electromagnet such as a solenoid coil is used. Generally, the electromagnetic switching valve switches the opening and closing of the port by the linear reciprocating motion of the valve body (see, for example, Patent Document 1), and the port is in the open state when the power is off, so-called "normal". It is roughly divided into "open type" and so-called "normally closed type" in which the port is closed when the power is off.
「ノーマルオープン型」の電磁式切替バルブの場合、ポートを閉状態で保持するには、電磁石に通電し続ける必要がある。他方、「ノーマルクローズ型」の電磁式切替バルブの場合、ポートを開状態で保持するには、電磁石に通電し続ける必要がある。そのため、切替バルブとして、「ノーマルオープン型」および「ノーマルクローズ型」のいずれの電磁式切替バルブを単独で使用する場合のみならず、組合わせて使用する場合にも、ポートの開状態または閉状態を維持するときに、電磁石に通電し続ける必要がある。そのため、電磁式切替バルブを使用する場合には、消費電力が高くなることが懸念される。 In the case of a "normally open type" electromagnetic switching valve, it is necessary to keep the electromagnet energized in order to keep the port closed. On the other hand, in the case of the "normally closed type" electromagnetic switching valve, it is necessary to keep the electromagnet energized in order to keep the port open. Therefore, when using either the "normally open type" or "normally closed type" electromagnetic switching valve alone or in combination as the switching valve, the port is open or closed. It is necessary to keep the electromagnet energized when maintaining. Therefore, when using an electromagnetic switching valve, there is a concern that power consumption will increase.
本発明は、上記問題に鑑みなされたもので、省力化を図ることができる切替バルブおよび切替バルブ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a switching valve and a switching valve device capable of saving labor.
本発明の一実施形態に係る切替バルブは、回転軸周りに回転駆動する回転駆動源に連結可能であり、流体の流路を切替可能な切替バルブであって、前記切替バルブは、内部空間を有する支持体と、前記回転軸周りに回転可能な状態で前記内部空間に収容され、前記回転駆動源に連結可能な回転体とを含み、前記支持体は、前記流体を送出するか、または受容する外部ポートを備え、前記回転体は、前記流体を収容する弁室と、前記弁室と連通する内部ポートとを備え、前記内部ポートは、前記外部ポートと選択的に流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに所定の回転角度で回転したときに、前記外部ポートと重なる位置に設けられる。 The switching valve according to the embodiment of the present invention is a switching valve that can be connected to a rotation drive source that is rotationally driven around a rotation axis and can switch the flow path of the fluid, and the switching valve has an internal space. Includes a support having and a rotating body rotatably housed in the internal space around the axis of rotation and connectable to the rotation drive source, the support delivering or receiving the fluid. The rotating body is provided with a valve chamber for accommodating the fluid and an internal port communicating with the valve chamber, so that the internal port can be selectively fluid-connected to the external port. In addition, when the rotating body rotates with respect to the support at a predetermined rotation angle around the rotation axis, the rotating body is provided at a position overlapping with the external port.
前記外部ポートは、少なくとも第1の外部ポートおよび第2の外部ポートを含み、前記内部ポートは、少なくとも第1の内部ポートおよび第2の内部ポートを含み、前記第1の内部ポートは、前記第1の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第1の回転角度で回転したときに、前記第1の外部ポートと重なる位置に設けられ、前記第2の内部ポートは、前記第2の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第2の回転角度で回転したときに、前記第2の外部ポートと重なる位置に設けられてもよい。 The external port includes at least a first external port and a second external port, the internal port includes at least a first internal port and a second internal port, and the first internal port is the first internal port. Provided at a position overlapping with the first external port when the rotating body rotates at the first rotation angle around the rotation axis with respect to the support so that the rotating body can be fluidly connected to the external port of 1. When the rotating body rotates around the rotation axis at a second rotation angle with respect to the support so that the second internal port can be fluidly connected to the second external port. , May be provided at a position overlapping the second external port.
前記弁室は、少なくとも第1の弁室および第2の弁室を含み、第1の内部ポートは、前記第1の弁室と連通し、前記第2の内部ポートは、前記第2の弁室と連通し、前記第1の弁室および前記第2の弁室は、互いに隔離されていてもよい。 The valve chamber includes at least a first valve chamber and a second valve chamber, a first internal port communicates with the first valve chamber, and the second internal port is the second valve. The first valve chamber and the second valve chamber may be isolated from each other by communicating with the chamber.
前記支持体は、少なくとも、第1の支持体を収容する第1の内部空間を有する第1の支持体と、第2の支持体を収容する第2の内部空間を有する第2の支持体とを備え、前記回転体は、少なくとも、前記第1の支持体に対して回転軸周りに回転可能な第1の回転体と、前記第2の支持体に対して回転軸周りに回転可能な第2の回転体とを備え、前記第1の外部ポートは、前記第1の支持体に設けられ、前記第2の外部ポートは、前記第2の支持体に設けられ、前記第1の内部ポートは、前記第1の回転体に設けられ、前記第2の内部ポートは、前記第2の回転体に設けられ、前記第1の支持体および前記第2の支持体は、前記回転軸に沿って取り外し可能に連結されており、前記第1の回転体および前記第2の回転体は、前記回転軸に沿って取り外し可能に連結されていてもよい。 The support has at least a first support having a first internal space accommodating the first support and a second support having a second internal space accommodating the second support. The rotating body comprises, at least, a first rotating body that can rotate about the axis of rotation with respect to the first support, and a second rotating body that can rotate about the axis of rotation with respect to the second support. The first external port is provided on the first support, the second external port is provided on the second support, and the first internal port is provided with two rotating bodies. Is provided on the first rotating body, the second internal port is provided on the second rotating body, and the first support and the second support are along the rotation axis. The first rotating body and the second rotating body may be detachably connected along the axis of rotation.
前記第1の回転角度および前記第2の回転角度は、互いに異なる角度であってもよい。 The first rotation angle and the second rotation angle may be different from each other.
前記第1の回転角度および前記第2の回転角度は、互いに同じ角度であってもよい。 The first rotation angle and the second rotation angle may be the same angle with each other.
前記第1の外部ポートおよび前記第2の外部ポートは、前記回転軸と交差する、互いに同じ方向に設けられていてもよい。 The first external port and the second external port may be provided in the same direction as each other so as to intersect the rotation axis.
前記第1の外部ポートおよび前記第2の外部ポートは、前記回転軸と交差する、互いに異なる方向に設けられていてもよい。 The first external port and the second external port may be provided in different directions so as to intersect the rotation axis.
前記回転体は、前記支持体と前記回転体との間で前記内部ポートを囲むように設けられ、前記支持体と前記回転体との間の空隙を密閉するポート密閉部を備え、前記支持体は、前記外部ポートと前記内部空間との連通口に向かって、前記支持体の内周面から窪むように設けられ、前記回転体の回転により、前記ポート密閉部が前記弁室と前記外部ポートとの連通口に入るときに、前記ポート密閉部の膨張を抑制するように前記ポート密閉部を押圧し、前記回転体のさらなる回転により、前記ポート密閉部が前記連通口から出るときに、前記ポート密閉部を前記内部空間に案内するように前記ポート密閉部を再度押圧する、ポート密閉部矯正部を備えていてもよい。 The rotating body is provided so as to surround the internal port between the support and the rotating body, and includes a port sealing portion for sealing a gap between the support and the rotating body, and the support is provided. Is provided so as to be recessed from the inner peripheral surface of the support toward the communication port between the external port and the internal space, and the port sealing portion becomes the valve chamber and the external port due to the rotation of the rotating body. When entering the communication port, the port sealing portion is pressed so as to suppress expansion of the port sealing portion, and when the port sealing portion exits from the communication port due to further rotation of the rotating body, the port A port sealing portion correction portion that presses the port sealing portion again so as to guide the sealing portion to the internal space may be provided.
前記ポート密閉部は、前記内部ポートを向く内周面において、前記内部ポートの周方向に延びる溝状の切欠部を有するリップ型パッキンであってもよい。 The port sealing portion may be a lip-type packing having a groove-shaped notch extending in the circumferential direction of the inner port on the inner peripheral surface facing the inner port.
前記支持体と前記回転体との間の空隙は、潤滑剤によって密閉されていてもよい。 The gap between the support and the rotating body may be sealed with a lubricant.
前記流体は、空気であってもよい。 The fluid may be air.
本発明の一実施形態に係る切替バルブ装置は、上記切替バルブと、回転軸周りに回転駆動する回転駆動源とを備え、前記回転体は、前記回転軸周りに回転した状態を保持可能であるように、前記回転駆動源に連結されている。 The switching valve device according to an embodiment of the present invention includes the switching valve and a rotation drive source that is rotationally driven around a rotation axis, and the rotating body can maintain a state of being rotated around the rotation axis. As described above, it is connected to the rotary drive source.
本発明の一実施形態に係る切替バルブおよび切替バルブ装置によれば、省力化を図ることができる。 According to the switching valve and the switching valve device according to the embodiment of the present invention, labor saving can be achieved.
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る切替バルブおよび切替バルブ装置を説明する。ただし、以下に示す実施形態は一例であり、本発明の切替バルブおよび切替バルブ装置は、以下の例に限定されることはない。なお、本明細書において、「Aに垂直」およびこれに類する表現は、Aに対して完全に垂直な方向のみを指すのではなく、Aに対して略垂直であることを含んで指すものとする。また、本明細書において、「Bに平行」およびこれに類する表現は、Bに対して完全に平行な方向のみを指すのではなく、Bに対して略平行であることを含んで指すものとする。また、本明細書において、「C形状」およびこれに類する表現は、完全なC形状のみを指すのではなく、見た目にC形状を連想させる形状(略C形状)を含んで指すものとする。 Hereinafter, the switching valve and the switching valve device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment shown below is an example, and the switching valve and the switching valve device of the present invention are not limited to the following examples. In addition, in this specification, "perpendicular to A" and a similar expression do not only refer to a direction completely perpendicular to A, but also include being substantially perpendicular to A. do. Further, in the present specification, "parallel to B" and similar expressions are used to include not only the direction completely parallel to B but also substantially parallel to B. do. Further, in the present specification, the term "C shape" and similar expressions are used not only to refer to a complete C shape but also to include a shape (substantially C shape) reminiscent of a C shape in appearance.
(第1の実施形態)
図1Aおよび図1Bは、第1の実施形態に係る切替バルブ1および切替バルブ装置Vを示している。本実施形態に係る切替バルブ装置Vは、流体の流路を切り替えるように駆動する装置である。切替バルブ装置Vによって流路を切り替える対象となる流体は、本実施形態では、空気である。しかし、対象となる流体は、特に限定されず、空気以外の気体であってもよく、水などの液体であってもよい。本実施形態では、切替バルブ装置Vは、浄化槽に空気を供給するエアブロアとして用いられる。しかし、切替バルブ装置Vの用途は、特に限定されず、外気や液体の移送、物体の乾燥や吸引など、様々な用途に適用することができる。本実施形態において、切替バルブ装置Vは、流体の流路を切替可能な切替バルブ1と、所定の回転軸周りに回転駆動する回転駆動源Mとを備えている。
(First Embodiment)
1A and 1B show a
切替バルブ1は、複数の流路間の流体接続および流体接続の解除を切替可能なバルブである。切替バルブ1は、図1Aおよび図1Bに示されるように、回転軸A周りに回転駆動する回転駆動源Mに連結可能に構成されている。本実施形態では、切替バルブ1は、後述する回転体31~34が回転軸A周りに回転することで、流体接続および流体接続の解除を切替可能である。切替バルブ1の形状は、特に限定されないが、図1Aおよび図1Bでは、切替バルブ1は、回転軸Aに沿って延びる柱形状(具体的には、円柱形状)に形成されている。切替バルブ1は、内部空間21a~24a(図1B参照)を有する支持体21~24と、回転軸A周りに回転可能な状態で内部空間21a~24aに収容され、回転駆動源Mに連結可能な回転体31~34とを含んでいる。切替バルブ1はさらに、他の機器と流体接続するための接続具4を備えていてもよく、回転駆動源Mを切替バルブ1に取り付けるための取付具5とを備えていてもよい。
The switching
支持体21~24は、図1Aおよび図1Bに示されるように、回転体31~34を回転可能に支持する部材である。図1Aおよび図1Bの例では、支持体21~24は、切替バルブ1の外形の少なくとも一部を構成する。支持体21~24の形状は、回転体31~34を回転可能に支持することができれば、特に限定されないが、本実施形態では、支持体21~24は、全体として、細長い筒形状(具体的には、円筒形状)を有している。支持体21~24の数は、1つであってもよいが、本実施形態では、支持体は、内部空間21a~24aをそれぞれ有する複数の支持体21~24によって構成されている。より具体的には、支持体は、少なくとも、第1の回転体31を収容する第1の内部空間21a(図1B参照)を有する第1の支持体21と、第2の回転体32を収容する第2の内部空間22a(図1B参照)を有する第2の支持体22とを含んでいる。図1Aおよび図1Bでは、支持体はさらに、第3の回転体33を収容する第3の内部空間23a(図1B参照)を有する第3の支持体23と、第4の回転体34を収容する第4の内部空間24a(図1B参照)を有する第4の支持体24とを含んでいる。より具体的には、複数の支持体21~24は、互いに同じ形状を有し、複数の支持体21~24のうちの1つは、他の1つと回転軸Aに沿って取り外し可能に連結することができるように構成されている。つまり、図1Aおよび図1Bの例で言えば、第1の支持体21、第2の支持体22、第3の支持体23、および第4の支持体24は、この順に、回転軸Aに沿って取り外し可能に連結されている。複数の支持体21~24の連結については、後述される。
The supports 21 to 24 are members that rotatably support the
支持体21~24の内部空間21a~24aは、図1Bに示されるように、回転体31~34を回転軸A周りに回転可能に収容するための空間である。内部空間21a~24aの形状は、回転体31~34を回転軸A周りに回転可能に収容することができれば、特に限定されない。本実施形態では、内部空間21a~24aは、回転軸Aに沿って延び、回転体31~34より若干大きい柱形状(具体的には、円柱形状)を有する空間である。より具体的には、内部空間21a~24aは、複数の支持体21~24が回転軸Aに沿って直列式に連結されることによって、相互に連通し、全体として、細長い柱形状(具体的には、円柱形状)を有する1つの連続した空間を形成している。図1Bの例では、第1の支持体21、第2の支持体22、第3の支持体23、および第4の支持体24がこの順で回転軸Aに沿って連結されることで、第1の内部空間21a、第2の内部空間22a、第3の内部空間23a、および第4の内部空間24aがこの順で連通している。
The
支持体21~24は、図1Aおよび図1Bに示されるように、流体を送出するか、または受容する外部ポート21p~24pを備えている。
Supports 21-24 include
外部ポート21p~24pは、図1Aおよび図1Bに示されるように、支持体21~24に設けられる流体の出入口である。外部ポート21p~24pは、たとえば、複数の異なる外部流路に流体接続することができる。外部ポート21p~24pの形状は、特に限定されない。本実施形態では、外部ポート21p~24pは、内部空間21a~24a(図1B参照)と連通する空間を有する筒形状(具体的には、円筒形状)を有している。外部ポート21p~24pの数は、1つであってもよいが、本実施形態では、外部ポートは、複数の外部ポート21p~24pによって構成されている。具体的には、外部ポートは、少なくとも第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22pを含んでいる。図1Aおよび図1Bでは、第1の外部ポート21pは、第1の支持体21に設けられ、第2の外部ポート22pは、第2の支持体22に設けられている。本実施形態では、外部ポートはさらに、第3の外部ポート23pおよび第4の外部ポート24pを含んでいる。図1Aおよび図1Bでは、第3の外部ポート23pは、第3の支持体23に設けられ、第4の外部ポート24pは、第4の支持体24に設けられている。外部ポート21p~24pの配置は、後述する内部ポート31p~34pとの流体接続が可能であれば、特に限定されない。本実施形態では、外部ポート21p~24pは、回転軸Aと交差する方向に設けられている。より具体的には、外部ポート21p~24pは、回転軸Aに対して垂直な方向(以下、「径方向」とも呼ぶ)に設けられている。本実施形態のように、複数の外部ポート21p~24p(具体的には、第1~第4の外部ポート21p~24p)が設けられる場合、複数の外部ポート21p~24pは、図1Aおよび図1Bに示されるように、回転軸Aと交差する、互いに同じ方向に設けられてもよく、回転軸Aと交差する、互いに異なる方向に設けられてもよい。
次に、図1Aおよび図1Bに加えて図2を用いながら、複数の支持体21~24の連結について、説明する。図2は、図1Aおよび図1Bに示される切替バルブ1から1つの支持体(具体的には、第1の支持体21)および1つの回転体(具体的には、後述する第1の回転体31)を取り外した分解図である。
Next, the connection of the plurality of
本実施形態では、複数の支持体21~24(図2では、例として、第1の支持体21のみが示されている)はそれぞれ、回転軸Aに沿って互いに連結するための一端側支持体連結部21mおよび他端側支持体連結部21nを備えている。図2では、一端側支持体連結部21mは、回転軸Aに沿う支持体21の一端側に設けられる嵌合凸部であり、他端側支持体連結部21nは、回転軸Aに沿う支持体21の多端側に設けられる嵌合凹部である。このようにすれば、他端側支持体連結部21nが、一端側支持体連結部21mと嵌合することで、複数の支持体21~24(図1Aおよび図1B参照)は、回転軸Aに沿って直列式に連結することができる。しかし、一端側支持体連結部21mおよび他端側支持体連結部21nの形態は、特に限定されない。たとえば、一端側支持体連結部21mおよび他端側支持体連結部21nは、互いに係合する一対の係合具や、回転軸Aに対して径方向の外側に拡張するフランジなどの、その他の公知の連結機構を構成していてもよい。
In this embodiment, each of the plurality of
支持体21は、図2に示されるように、支持体21~24(図1Aおよび図1B参照)同士の連結を補強する連結補強部21rを有していてもよい(図2では、第1の支持体21のみが示されているが、他の支持体22~24も同様)。本実施形態では、連結補強部21rは、切替バルブ1(図1Aおよび図1B参照)を載置台(図示せず)載置して固定するための固定部である。複数の支持体21~24が連結補強部21rによって載置台に固定されることで、支持体21~24同士の連結がさらに強固となる。連結補強部21rは、図2では、回転軸Aに対して径方向の外側に突出する翼形状を有している。しかし、連結補強部21rの形態は、特に限定されず、連結補強部21rとして、たとえばビス止めなどの公知の補強手法を採用することもできる。なお、支持体21~24同士の連結強度が、一端側支持体連結部21mと他端側支持体連結部21nによる連結によって十分に得られる場合には、連結補強部21rは、必ずしも設けられなくてもよい。
As shown in FIG. 2, the
支持体21は、本実施形態では、一端側支持体連結部21mによって、接続具4とも連結することができる(図1Aおよび図1Bの支持体21および接続具4も参照)。具体的には、接続具4は、図1Aおよび図1Bに示されるように、一端側支持体連結部21mと結合するための接続具連結部4nを有している。接続具連結部4nは、具体的には、接続具4の回転軸Aに沿う一端から延びる、L字状の切り欠きである。また、一端側支持体連結部21mは、具体的には、径方向の外側に突出する、接続具連結部4nの切り欠きに嵌合可能な大きさの突出部211mを有している。この場合、支持体21と接続具4とは、突出部211mが接続具連結部4nに挿入されるように、支持体21に対して接続具4を回転軸Aに沿って移動させた後に、支持体21に対して接続具4を回転軸A周りに回転させることで連結される。接続具4が接続具連結部4nを有することで、任意の回転体31~34を接続具4と連結することができる。
In the present embodiment, the
次に、図1A~図2に加えて図3も用いながら、回転体31~34について、説明する。図3は、図2に示される支持体(具体的には、第1の支持体21)と回転体(具体的には、後述する第1の回転体31)とを組み立てた後において、外部ポート(具体的には、第1の外部ポート21p)が延びる中心軸を通るように、回転軸Aに垂直な面で切断した端面図である。
Next, the rotating
回転体31~34は、図1Aおよび図1Bに示されるように、支持体21~24に対して回転軸A周りに回転可能な部材である。本実施形態では、回転体31~34は、回転軸A周りに回転した状態を保持可能であるように、回転駆動源Mに連結可能である。回転体31~34の数は、1つであってもよいが、本実施形態では、回転体は、複数の支持体21~24の内部空間21a~24aにそれぞれ回転可能に収容される複数の回転体31~34によって構成されている。より具体的には、回転体は、少なくとも、第1の支持体21に対して回転軸A周りに回転可能な第1の回転体31と、第2の支持体22に対して回転軸A周りに回転可能な第2の回転体32とを含んでいる。図1Aおよび図1Bでは、回転体は、第3の支持体23に対して回転軸A周りに回転可能な第3の回転体33と、第4の支持体24に対して回転軸A周りに回転可能な第4の回転体34とを含んでいる。回転体31~34の形状は、支持体21~24に対して回転可能であれば、特に限定されない。本実施形態では、回転体31~34は、支持体21~24の内部空間21a~24aより一回り小さな筒形状(具体的には、円筒形状)をそれぞれ有する複数の回転体31~34が連結することによって、全体として、細長い筒形状(具体的には、円筒形状)を有している。より具体的には、複数の回転体31~34は、互いに同じ形状を有し、複数の回転体31~34のうちの1つは、他の1つと回転軸Aに沿って取り外し可能に連結することができるように構成されている。つまり、図1Aおよび図1Bの例で言えば、第1の回転体31、第2の回転体32、第3の回転体33、および第4の回転体34は、この順に、回転軸Aに沿って取り外し可能に連結されている。複数の回転体31~34の連結については、後述される。
The rotating
回転体31は、図2に示されるように、流体を収容する弁室31a(図1Bの弁室31a~34aも参照)と、弁室31aと所定の方向で連通する内部ポート31p(図1Aおよび図1Bの内部ポート31p~34pも参照)とを備えている。本実施形態では、回転体31はさらに、支持体21と回転体31との間の空隙を密閉するポート密閉部311を備えている。
As shown in FIG. 2, the rotating
弁室31a~34aは、流体を受容または送出するために、流体を蓄える。本実施形態では、図1Bに示されるように、弁室31a~34aは、回転体31~34の内部空間である。弁室31a~34aの形状は、特に限定されない。本実施形態では、弁室31a~34aは、回転軸Aに沿って延びる柱形状(具体的には、円柱形状)を有している。より具体的には、弁室は、複数の弁室31a~34aによって構成され、複数の弁室31a~34aは、複数の回転体31~34が回転軸Aに沿って直列式に連結することによって、相互に連通し、全体として細長い柱形状(具体的には、円柱形状)を有している。本実施形態では、弁室は、少なくとも第1の弁室31aおよび第2の弁室32aを含んでいる。より具体的には、第1の弁室31aは、第1の回転体31に設けられ、第2の弁室32aは、第2の回転体32に設けられている。本実施形態では、弁室はさらに、第3の弁室33aおよび第4の弁室34aを含んでいる。より具体的には、第3の弁室33aは、第3の回転体33に設けられ、第4の弁室34aは、第4の回転体34に設けられている。
The
弁室31a~34aは、複数設けられる場合、互いに連通していても、互いに隔離されていてもよい。図1Bの例では、第1の回転体31、第2の回転体32、第3の回転体33、および第4の回転体34がこの順で回転軸Aに沿って連結されることで、第1の弁室31a、第2の弁室32a、第3の弁室33a、第4の弁室34aがこの順で連通する。しかし、複数の弁室31a~34aのすべてが、個別に隔離されていてもよく、複数の弁室31a~34aの一部のみが、互いに連通していてもよい。たとえば、図1Aおよび図1Bとは異なり、回転体が2つの回転体(第1および第2の回転体31、32)から構成される場合、第1の弁室31aおよび第2の弁室32aが、互いに隔離されていてもよい。また、回転体が3つの回転体(第1~第3の回転体31~33)から構成される場合、第1~第3の弁室31a~33aが相互に連通していてもよく、第1~第3の弁室31a~33aのうちの2つが連通し(この連通する弁室をまとめて第1の弁室と呼ぶこともある)、残りの1つが隔離されていてもよく(上記第1の弁室と区別して呼ぶために、この隔離される弁室を第2の弁室と呼ぶこともある)、第1~第3の弁室31a~33aのすべてが、互いに隔離されていてもよい。弁室31a~34aを複数に隔離すると、切替バルブ1は、隔離された弁室31a~34aを介して流体接続される複数の流路系でそれぞれ独立して流路を切り替えることが可能となる。この場合、たとえば、一方の流路系で流体を供給しながら他方の流路系で流体を排出するなど、複数の流路系を制御することができる。
When a plurality of
内部ポート31p~34pは、図1Aおよび図1Bに示されるように、回転体31~34に設けられる流体の出入口である。内部ポート31p~34pは、特に限定されないが、図1Aおよび図1Bでは、回転軸Aと交差する方向(具体的には、回転軸Aの径方向)において、回転体31~34の側壁を貫通する貫通孔である(図2および図3の内部ポート31pも参照)。図1Aおよび図1Bでは、内部ポート31p~34pは、外部ポート21p~24pの形状と対応する形状(具体的には、円形状)を有している。内部ポート31p~34pの数は、外部ポート21p~24pの数に応じて適宜変更され得るが、本実施形態では、内部ポートは、複数の内部ポート31p~34pを含んでいる。具体的には、内部ポートは、少なくとも第1の内部ポート31pおよび第2の内部ポート32pを含んでいる。図1Aおよび図1Bでは、第1の内部ポート31pは、第1の弁室31aと連通し、第2の内部ポート32pは、第2の弁室32aと連通している。図1Aおよび図1Bでは、第1の内部ポート31pは、第1の回転体31に設けられ、第2の内部ポート32pは、第2の回転体32に設けられている。本実施形態では、内部ポートはさらに、第3の内部ポート33pおよび第4の内部ポート34pを含んでいる。図1Aおよび図1Bでは、第3の内部ポート33pは、第3の弁室33aと連通し、第4の内部ポート34pは、第4の弁室34aと連通している。図1Aおよび図1Bでは、第3の内部ポート33pは、第3の回転体33に設けられ、第4の内部ポート34pは、第4の回転体34に設けられている。
The
内部ポート31p~34pは、外部ポート21p~24pと選択的に流体接続可能であるように、回転体31~34が支持体21~24に対して回転軸A周りに所定の回転角度で回転したときに、外部ポート21p~24pと重なる位置に設けられる。内部ポート31p~34pが対応する外部ポート21p~24pと重なっている状態では、内部ポート31p~34pおよび外部ポート21p~24pから構成される切替バルブ1のポートは、開状態(つまり、流体接続可能)となり、重なっていない状態では、切替バルブ1のポートは、閉状態(つまり、流体接続不能)となる。本実施形態では、第1の内部ポート31pは、第1の外部ポート21pと流体接続可能であるように、回転体31~34が支持体21~24に対して回転軸A周りに第1の回転角度で回転したときに、第1の外部ポート21pと重なる位置に設けられる。また、本実施形態では、第2の内部ポート32pは、第2の外部ポート22pと流体接続可能であるように、回転体31~34が支持体21~24に対して回転軸A周りに第2の回転角度で回転したときに、第2の外部ポート22pと重なる位置に設けられる。ここで、本明細書において、回転角度は、ある基準配置(たとえば、図1Aおよび図1Bに示されるような、第1の外部ポート21pと第1の内部ポート31pとが重なる配置)から回転軸A周りに回転させる角度を指す。図1Aおよび図1Bでは、第1の回転角度と第2の回転角度とは、互いに異なる角度である。具体的には、第2の回転角度は、回転軸A周り(図1Aおよび図1Bにおいて、紙面手前から見て時計回り)で第1の回転角度に対して約90°の角度をなしている。しかし、第1の回転角度と第2の回転角度は、特に限定されない。たとえば、第1の回転角度と第2の回転角度は、同じ角度であってもよい。本実施形態では、さらに、第3の内部ポート33pは、第3の外部ポート23pと流体接続可能であるように、回転体31~34が支持体21~24に対して回転軸A周りに第3の回転角度で回転したときに、第3の外部ポート23pと重なる位置に設けられる。また、本実施形態では、さらに、第4の内部ポート34pは、第4の外部ポート24pと流体接続可能であるように、回転体31~34が支持体21~24に対して回転軸A周りに第4の回転角度で回転したときに、第4の外部ポート24pと重なる位置に設けられる。図1Aおよび図1Bでは、第3の回転角度と第4の回転角度とは、互いに異なる角度である。具体的には、第3の回転角度は、回転軸A周り(図1Aおよび図1Bにおいて、紙面手前から見て時計回り)で第1の回転角度に対して約180°の角度をなし、第4の回転角度は、回転軸A周り(図1Aおよび図1Bにおいて、紙面手前から見て時計回り)で第1の回転角度に対して約270°の角度をなしている。しかし、第3の回転角度と第4の回転角度は、特に限定されない。たとえば、第1~第4の回転角度は、すべて同じ角度であってもよく、すべて異なる角度であってもよく、一部が同じ角度であってもよい。
The rotating
ポート密閉部311は、図2および図3に示されるように、外部ポート21pと内部ポート31pとの間での流体の漏れ(つまり、支持体21の内部空間21aからの流体の漏れ)を抑制する。本実施形態では、ポート密閉部311は、支持体21と回転体31との間で内部ポート31pを囲むように設けられる。ポート密閉部311は、支持体21と回転体31との間の空隙を密閉することができれば、特に限定されないが、図2および図3では、パッキンであり、支持体21の内周面と接触するように、回転体31の外壁に部分的に埋設されている。図2および図3では、ポート密閉部311は、ブロック形状の断面を有するスクイーズ型パッキンである。ポート密閉部311としてスクイーズ型パッキンが用いられる場合、ポート密閉部311が捩れにくくなり、ひいては破損しにくくなる。しかし、ポート密閉部311は、図4Aおよび図4Bに示されるように、内部ポート31pを向く内周面において、内部ポート31pの周方向に延びる溝状の切欠部を有するリップ型パッキンであってもよい。ポート密閉部311としてリップ型パッキンが用いられる場合、ポート密閉部311の密閉性が向上する。リップ型パッキンの断面形状は、図4Aに示されるように、U字形状であってもよく、図4Bに示されるように、U字形状が一端側(支持体21側)で拡がる形状であってもよい。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
なお、支持体21と回転体31との間の空隙は、潤滑剤によって密閉されてもよい。潤滑剤によって外部ポート21pと内部ポート31pとの間での流体の漏れを抑制することができる場合には、ポート密閉部311は、必ずしも設けられなくてもよい。また、外部ポート21pと内部ポート31pとの間により高い密閉性が要求される場合、たとえば図2に示されるように、支持体21と回転体31との間で回転体31を周方向Cで囲むように内部空間密閉部312が設けられてもよい。図2では、内部空間密閉部312が、ポート密閉部311を挟むように、回転軸Aに沿う方向において回転体31の両端側で設けられる。この場合、たとえばポート密閉部311が摩耗などによって劣化した場合であっても、内部空間密閉部312によって外部ポート21pと内部ポート31pとの間の密閉性を保持することができる。
The gap between the
ポート密閉部311は、外部ポート21pと内部ポート31pとの間(換言すれば、切替バルブ1の内部(たとえば、弁室31a)と切替バルブ1の外部(たとえば、外部ポート21pに流体接続される機器)の間での流体の圧力差が大きい場合、膨張することがある。本実施形態では、図2および図3に示されるように、支持体21は、ポート密閉部311の膨張を抑制するために、ポート密閉部矯正部211を備えている(図2および図3では、第1の支持体21に設けられるポート密閉部矯正部211のみが示されているが、本実施形態では、実際には、図1Aおよび図1Bに示されるように、他の支持体22~24にもそれぞれポート密閉部矯正部212~214が設けられている)。図2および図3では、ポート密閉部矯正部211は、支持体21と別体で設けられている。具体的には、ポート密閉部矯正部211は、外部ポート21pより一回り小さい筒形状(具体的には、円筒形状)を有しており、外部ポート21pに内挿されて、公知の取付機構(図2および図3では、互いに係合可能な、外部ポート21pの側壁の係合孔21peと、ポート密閉部矯正部211の側壁の係合爪211eとによる係合機構)により取り外し可能に固定されている。しかし、ポート密閉部矯正部211は、支持体21と一体的に設けられてもよい。なお、図2および図3では、ポート密閉部矯正部211からの流体の漏れを抑制するために、ポート密閉部矯正部211の外周面(具体的には、ポート密閉部矯正部211の外周面の段差部)と外部ポート21pの内周面(具体的には、ポート密閉部矯正部211の外周面の段差部と対応する、外部ポート21pの内周面の段差部)との間に、Oリングなどの公知の密閉構造212が設けられている。本実施形態では、ポート密閉部矯正部211は、図5Aに示されるように、外部ポート21pと内部空間21aとの連通口Pに向かって、支持体21の内周面から窪むように設けられている。換言すれば、ポート密閉部矯正部211は、支持体21の内周面を連通口Pに延長した仮想延長面IPから回転軸A(図2参照)に対する径方向の外側に窪んでいる。具体的には、ポート密閉部矯正部211の径方向の窪み量は、膨張によるポート密閉部311の仮想延長面IPから径方向への突出量PJ(図5C参照)より小さくなるように設定されている。本実施形態では、ポート密閉部矯正部211は、連通口P側の端部が外径部分で仮想延長面IPに沿って支持体21の内周面と滑らかに連結され、内径部分で面取り(具体的には、R面取り)されることで、面取りされた部分が支持体21の内周面から緩やかに窪むように設けられている。しかし、ポート密閉部矯正部211は、支持体21の内周面と段差を有するように、回転軸Aに対する径方向の外側に窪んでいてもよい。
The
次に、図5A~図5Dを参照しながら、ポート密閉部矯正部211によるポート密閉部311の膨張の抑制について、さらに説明する。図5A~図5Dは、図4におけるポート密閉部矯正部211およびポート密閉部311近傍の拡大端面図である。
Next, with reference to FIGS. 5A to 5D, suppression of expansion of the
本実施形態では、図5Aに示されるように、内部ポート31pが外部ポート21pと重なるように、支持体21に対して回転体31が回転した状態(ポート21p、31pの開状態)では、ポート密閉部311は、支持体21の内周面に押圧されることで、その膨張が規制されて抑制されている。本実施形態において、図5Bに示されるように、その後、回転体31の回転により、ポート密閉部311が連通口Pに入るときに、ポート密閉部矯正部211は、ポート密閉部311の膨張を抑制するようにポート密閉部311を押圧する。つまり、図5Aの状態から引き続き、ポート密閉部311が、ポート密閉部矯正部211に押圧されることで、その膨張が規制されて抑制される。ここで、本実施形態では、ポート密閉部311は、回転体31の回転が進むにつれて、外部ポート21pと内部空間21aとの連通口Pに向かって支持体21の内周面から窪むように設けられるポート密閉部矯正部211の外形に沿うように、徐々に膨張し、急激に膨張しない。その後、本実施形態では、図5Dに示されるように、回転体31のさらなる回転により、ポート密閉部311が連通口Pから出るときに、ポート密閉部矯正部211は、ポート密閉部311を内部空間21aに案内するように、ポート密閉部311を再度押圧する。その際、本実施形態では、ポート密閉部311は、膨張した部分が外部ポート21pの内周面に引掛って損傷しないように、外部ポート21pと内部空間21aとの連通口Pに向かって支持体21の内周面から窪むように設けられるポート密閉部矯正部211の外形に沿うように、徐々に収縮しながら内部空間21aに案内される。このように、本実施形態では、ポート密閉部矯正部211により、ポート密閉部311の急激な膨張のみならず、ポート密閉部311の膨張した部分の外部ポート21pの内周面への引掛りが抑制されるので、ポート密閉部311が損傷しにくくなる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 5A, in a state where the rotating
次に、図2などを参照しながら、複数の支持体21~24の連結について、説明する。
Next, the connection of the plurality of
本実施形態では、図2に示されるように、複数の回転体31~34(図2では、例として、第1の回転体31のみが示されている)はそれぞれ、回転軸Aに沿って互いに連結するための一端側回転体連結部31mおよび他端側回転体連結部31nを備えている。図2では、一端側回転体連結部31mは、回転軸Aに沿う回転体31の一端側に設けられる嵌合凸部であり、他端側回転体連結部31nは、回転軸Aに沿う回転体31の多端側に設けられる嵌合凹部である。このようにすれば、他端側回転体連結部31nが、一端側回転体連結部31mと嵌合することで、複数の回転体31~34(図1Aおよび図1B参照)は、回転軸Aに沿って直列式に連結することができる。一端側回転体連結部31mおよび他端側回転体連結部31nの形状は、特に限定されない。図2では、一端側回転体連結部31mは、回転体31の回転軸Aに沿う一端側において、回転軸Aの周方向Cに等間隔で設けられる、回転軸Aに沿って突出する複数の凸部(具体的には、4つの凸部)であり、他端側回転体連結部31nは、一端側回転体連結部31mの凸部と嵌合可能であるように、回転体31の回転軸Aに沿う他端側において、回転軸Aの周方向Cに等間隔で設けられる、回転軸Aに沿って窪む複数の凹部(具体的には、4つの凹部)である。そうすることで、一端側回転体連結部31mの凸部と他端側回転体連結部31nの凹部が嵌合するように、複数の回転体31~34(図1Aおよび図1B参照)を等角度(図1Aおよび図1Bでは90°)で順にずらして、回転軸Aに沿って直列式に連結することができる。この場合、支持体21~24の外部ポート21p~24pと回転体31~34の内部ポート31p~34pとが、異なる回転角度(具体的には、第1の外部ポート21pと第1の内部ポート31pが開状態になる回転角度に対して、0°、90°、180°、270°)で重なるようになり、回転角度に応じて、切替バルブ1の複数のポート毎の開閉を行うことができる。しかし、複数の回転体31~34を回転させずに、直列式に連結してもよい。この場合、同じ回転角度で、切替バルブ1の複数のポートが同時に開状態または閉状態となる。また、一端側回転体連結部31mおよび他端側回転体連結部31nは、回転軸Aの周方向Cで、回転軸Aに沿って一様に突出する凸部および凹部(換言すれば、回転軸Aの径方向の外側に突出する凸部および凹部)であってもよい。この場合、複数の回転体31~34を任意の角度で順に回転させながら、直列式に連結することができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, each of the plurality of
回転体31は、本実施形態では、他端側回転体連結部31nによって、取付具5とも連結することができる(図1Aおよび図1Bの回転体34および取付具5も参照)。具体的には、取付具5は、図1Bに示されるように、他端側回転体連結部31nと結合するための取付具連結部5mを有している。図1Bでは、取付具連結部5mは、一端側回転体連結部31m(図2参照)と同様に、他端側回転体連結部31nと嵌合可能であるように、回転軸Aの周方向Cに等間隔で設けられる、回転軸Aに沿って突出する複数の凸部(具体的には、4つの凸部)を有している。取付具5が取付具連結部5mを有することで、任意の回転体31~34(図1Aおよび図1B参照)を取付具5と連結することができる。
In the present embodiment, the rotating
支持体21および回転体31はそれぞれ、図2に示されるように、回転体31を内部空間21aの所定の位置に位置決めするための位置決め機構21f、31fを有していてもよい。支持体21および回転体31が位置決め機構21f、31fを有することで、回転軸Aに沿う方向での支持体21の外部ポート21pと回転体31の内部ポート31pとの位置ずれが抑制される。位置決め機構21f、31fの形態は、特に限定されない。本実施形態では、支持体21が、回転軸Aに沿う端部の内周面に、回転軸Aに対する径方向に窪む凹形状を有する支持体側位置決め部21fを有している。また、本実施形態では、回転体31が、回転軸Aに沿う端部の外周面に、支持体側位置決め部21fを挿入可能な程度に、回転軸Aに対する径方向の外側に突出する回転体側位置決め部31fを有している。この場合、回転体31を支持体21の内部空間21aに挿入したときに、回転軸Aに沿う一方向で、回転体側位置決め部31fが支持体側位置決め部21fに当接することで、支持体21に対する回転体31の位置ずれが抑制される。これにより、回転体31が回転軸Aに沿う方向で内部空間21aに位置決めされるので、支持体21に対して回転体が回転したときに、外部ポート21pと内部ポート31pとが重ならないように位置ずれすることが抑制される。
As shown in FIG. 2, the
接続具4は、たとえば、空気を供給するエアポンプ装置などの流体供給装置や、空気を排気する真空ポンプ装置などの流体排出装置などの他の機器と、切替バルブ1とを流体接続する治具である。接続具4の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、図1Aおよび図1Bに示されるように、接続具4は、回転軸Aに沿って延びるプラグ形状を有している。本実施形態では、図1Aおよび図1Bに示されるように、接続具4は、上述の接続具連結部4nにより、回転軸Aに沿う切替バルブ1の一端に取り付けられる。
The
取付具5は、図1Aおよび図1Bに示されるように、回転駆動源Mを切替バルブ1に取り付けるための治具である。取付具5の形状は、特に限定されないが、本実施形態では、図1Bに示されるように、取付具5は、回転軸Aに沿って柱状(具体的には、円柱状)に突出する軸封部51を一方の面に有する平盤形状(具体的には、円盤形状)を有している。本実施形態では、切替バルブ1に取り付けられたときに、取付具5は、弁室31a~34aを密閉する。具体的には、切替バルブ1に取り付けられたときに、軸封部51が回転体31~34の内部空間21a~24a(図1Aおよび図1Bでは、第4の内部空間24a)に挿入され、Oリングなど、軸封部51に設けられる公知の密閉構造51bによって、弁室31a~34a(図1Aおよび図1Bでは、第4の弁室34a)を密閉する。本実施形態では、取付具5は、上述の取付具連結部5n(図1B参照)により、回転軸Aに沿う切替バルブ1の他端に取り付けられる。
The
回転駆動源Mは、図1Aおよび図1Bに示されるように、回転体31~34に回転力を付与することで、支持体21~24に対して回転体31~34を回転させる動力源である。回転駆動源Mは、回転体31~34に回転力を付与することができれば、特に限定されないが、図1Aおよび図1Bでは、公知の電動モータである。本実施形態では、回転駆動源Mは、回転軸Aに沿う切替バルブ1の他端において、取付具5を介して切替バルブ1に取り付けられる。しかし、回転駆動源Mは、回転軸Aに沿う切替バルブ1の両端に1つずつ取り付けられるなど、その他の形態で、切替バルブ1に連結されてもよい。本実施形態では、回転駆動源Mは、回転軸Aに沿って延び、回転軸A周りで回転する駆動軸Ma(図1B参照)を有しており、取付具5を介して、駆動軸Maの回転を回転体31~34に伝達することで、回転体31~34を回転させる。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the rotation drive source M is a power source that rotates the
以上のように構成される本実施形態に係る切替バルブ1および切替バルブ装置Vによれば、内部ポート31p~34pが外部ポート21p~24pと重なるように、支持体21~24に対して回転体31~34を所定の角度で回転させることで、ポートを開状態にし、所定の角度から外れるように回転させることで、ポートを閉状態としている。つまり、本実施形態では、ポートの開状態および閉状態を保持する際に、回転体31~34に回転力が伝達されないように、回転駆動源Mに電力を供給しなければよい。そのため、特許文献1の電磁式切替バルブのように、ポートの開状態および閉状態の少なくともいずれかの状態を保持する際に、電力を供給し続ける必要はない。したがって、切替バルブ1および切替バルブ装置Vの省力化を図ることができる。なお、ここで言う「省力化」は、切替バルブ装置Vを駆動させるために必要なエネルギー量の低減化を指し、切替バルブ装置Vが上述の電動モータで駆動する場合には、低消費電力化を指す。
According to the switching
本実施形態では、支持体21~24が複数の外部ポート21p~24p(たとえば、第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22p)を備え、回転体31~34が複数の内部ポート31p~34p(たとえば、第1の内部ポート31pおよび第2の内部ポート32p)を備えているので、外部ポート21p~24pの数に対応する流路の切り替えが可能となる。つまり、本実施形態では、外部ポート21p~24pおよび内部ポート31p~34pの数を単純に増加させるだけで、簡単に、多数のポート間で流路の切替可能な切替バルブを得ることができる。そのため、特許文献1の電磁式切替バルブのように、多数のポート間での流路の切り替えが構造的に難くなることはない。
In the present embodiment, the
本実施形態では、複数の支持体21~24(たとえば、第1の支持体21および第2の支持体22)および複数の回転体31~34(たとえば、第1の回転体31および第2の回転体32)がそれぞれ、取り外し可能に連結されている。そのため、たとえば、複数の支持体21~24のそれぞれに外部ポート21p~24p(たとえば、第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22p)を設けておき、複数の回転体31~34のそれぞれに内部ポート31p~34p(たとえば、第1の内部ポート21pおよび第2の内部ポート32p)を設けておけば、複数の回転体31~34および複数の支持体21~24の取り付けまたは取り外しの作業だけで、切替バルブ1のポート数を簡単に増減することができる。
In this embodiment, the plurality of
切替バルブ1が、複数のポートを有する場合(たとえば、支持体21~24が、第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22pを備え、回転体31~34が、第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22pに対応するように、第1の内部ポート31pおよび第2の内部ポート32pを有する場合)、複数の外部ポート21p~24p(たとえば、第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22p)を回転軸Aに対して互いに異なる周方向Cに設けるか、または対応する複数の内部ポート31p~34p(たとえば、第1の内部ポート31pおよび第2の内部ポート32p)を回転軸Aに対して互いに異なる周方向Cに設けることで、異なる回転角度(たとえば、第1の回転角度および第2の回転角度)でポートを開閉することができる。また、複数の外部ポート21p~24p(たとえば、第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22p)を回転軸Aに対して互いに同じ周方向Cに設け、かつ、対応する複数の内部ポート31p~34p(たとえば、第1の内部ポート31pおよび第2の内部ポート32p)を回転軸Aに対して互いに同じ周方向Cに設けることで、同じ回転角度(たとえば、第1の回転角度)でポートを開閉することができる。このように、本実施形態では、外部ポート21p~24pの設置角度および/または複数の内部ポート31p~34pの設置角度を調整し、所望の回転角度で回転体31~34を回転させることにより、所望のポートを開閉することができる。
When the switching
本実施形態では、支持体21は、ポート密閉部311の膨張を抑制するようにポート密閉部311を押圧するポート密閉部矯正部211を外部ポート21pに備えている。具体的には、ポート密閉部矯正部211は、回転体31の回転により、ポート密閉部311が連通口Pに入るときに、ポート密閉部311の膨張を抑制するようにポート密閉部311を押圧する。この場合、ポート密閉部311は急激に膨張せずに、徐々に膨張するので、ポート密閉部311が損傷しにくくなる。また、ポート密閉部矯正部211は、具体的には、ポート密閉部311が連通口Pから出るときに、ポート密閉部311を内部空間21aに案内するように、ポート密閉部311を再度押圧する。この場合、ポート密閉部311は、膨張した部分が外部ポート21pの内周面に引掛って損傷しないように、徐々に収縮しながら内部空間21aに案内される。そのため、ポート密閉部311がさらに損傷しにくくなる。
In the present embodiment, the
(第2の実施形態)
図6A~図7は、第2の実施形態に係る切替バルブ10を示している。なお、図7は、図6Aおよび図6Bに示される支持体201、202および回転体30などを組み立てた後において、外部ポート(具体的には、第1の外部ポート21p)が延びる中心軸を通るように、回転軸Aに垂直な面で切断した端面図である。以下の説明では、第1の実施形態に係る切替バルブ1との相違点を説明し、第1の実施形態に係る切替バルブ1との共通点については説明を省略することがある。また、図6A~図7において、第1の実施形態と同様の機能を有する部分には、第1の実施形態と同様の符号が付されることがある。なお、以下に示す実施形態は、あくまで一例であり、本発明の切替バルブおよび切替バルブ装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。
(Second embodiment)
6A to 7 show the switching valve 10 according to the second embodiment. Note that FIG. 7 shows the central axis on which the external port (specifically, the first
図6Aおよび図6Bに示されるように、本実施形態おいても第1の実施形態と同様に、切替バルブ10は、内部空間201a、202a(図6B参照)を有する支持体201、202と、回転軸A周りに回転可能な状態で内部空間201a、202aに収容され、回転駆動源(図6Aおよび図6Bでは、図示せず)に連結可能な回転体30(図6B参照)とを含んでいる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, as in the first embodiment of the present embodiment, the switching valve 10 includes
支持体は、本実施形態では、回転軸Aに垂直な方向で、互いに取り外し可能に組付けられる一方側支持体201および下側支持体202を含んでいる。一方側支持体201および下側支持体202は、具体的には、一方側凹部201aおよび下側凹部202aをそれぞれ有し、一方側支持体201および下側支持体202が組付けられたときに、一方側凹部201aおよび下側凹部202aが一体となることで、内部空間201a、202aが形成される。外部ポート21p~24pは、特に限定されないが、本実施形態では、一方側支持体201に複数設けられる。具体的には、外部ポートは、第1の実施形態と同様に、少なくとも第1の外部ポート21pおよび第2の外部ポート22pを含んでいる。図6Aおよび図6Bでは、外部ポートはさらに、第3の外部ポート23pおよび第4の外部ポート24pを含んでいる。本実施形態では、下側支持体202は、接続具40と一体的に設けられている。
In this embodiment, the support includes a one-
支持体201、202は、図6Aに示されるように、一方側支持体201および他方側支持体202を組付けするための組付機構10rを有していてもよい。本実施形態では、組付機構10rは、一方側支持体201および他方側支持体202のそれぞれに設けられた挟持案内部201r、202r(図6B参照)と、一方側支持体201および他方側支持体202を組付けられた状態で挟持するように、挟持案内部201r、202rに案内される挟持部材20rとを備えている。図6A~図7では、挟持案内部201r、202rは、一方側支持体201および他方側支持体202の組付け面AFの反対面で、所定の方向にそれぞれ延びる案内溝である。具体的には、挟持案内部201r、202rは、一方側支持体201および他方側支持体202の組付け面AFを回転軸Aに対して径方向の外側に拡張する一方側フランジ201fおよび他方側フランジ202fにおいて、組付け面AFの反対面にそれぞれ設けられている。また、図6A~図7では、挟持部材20rは、回転軸Aに沿う方向に延びる、C字形状の断面を有し、C字形状の両端部が挟持案内部201r、202rによって回転軸Aに沿う方向に案内されることで、一方側支持体201および他方側支持体202を挟持する。しかし、挟持案内部201r、202rが、突条形状を有し、挟持部材20rが、溝状の形状を有していてもよい。図6A~図7では、一方側フランジ201fおよび他方側フランジ202fの径方向の両側で、挟持部材20rが一方側支持体201および他方側支持体202をそれぞれ挟持している。しかし、たとえば一方側フランジ201fおよび他方側フランジ202fの径方向の他方側がヒンジ機構を有し、支持体201、202が観音開きの形態で内部空間201a、202aを開閉可能である場合には、挟持部材20rは、一方側フランジ201fおよび他方側フランジ202fの径方向の一方側のみで一方側支持体201および他方側支持体202を挟持してもよい。また、組付機構10rとして、ビス止めや係合による組付けなどの公知の組付機構を採用することもできる。
As shown in FIG. 6A, the
回転体30は、本実施形態では、一つの部材として構成されている。回転体30は、特に限定されないが、本実施形態では、第1の実施形態と同様に、外部ポート21p~24pと対応するように、複数の内部ポート31p~34pを備えている。具体的には、内部ポートは、少なくとも第1の内部ポート31pおよび第2の内部ポート32pを含んでいる。図6Aおよび図6Bでは、内部ポートはさらに、第3の内部ポート33pおよび第4の内部ポート34pを含んでいる。本実施形態では、回転体30は、取付具50と一体的に設けられている。
In the present embodiment, the rotating
切替バルブ10は、第1の実施形態と同様に、内部空間201a、202aからの流体の漏れを抑制するために、ポート密閉部203および内部空間密閉部204を有していてもよい。本実施形態では、図7に示されるように、ポート密閉部203は、回転体30の外周面と接触するように、支持体201、202(具体的には、一方側支持体201)の内壁に部分的に埋設されている。また、本実施形態では、図7に示されるように、内部空間密閉部204は、内部空間201a、202aを囲むように、一方側支持体201と他方側支持体202との間に設けられている。
Similar to the first embodiment, the switching valve 10 may have a
支持体201、202および回転体30はそれぞれ、図6Bに示されるように、第1の実施形態と同様に、回転体30を内部空間201a、202aの所定の位置に位置決めするための位置決め機構20f、30fを有していてもよい。位置決め機構20f、30fは、本実施形態では、内部ポート31p~34pを回転軸Aに沿う方向でそれぞれ挟むように回転体30の外周面に設けられ、回転軸Aに対する周方向Cに延びる溝形状の回転体側位置決め機構30fと、回転体側位置決め機構30fに対応するように、支持体201、202の内周面に設けられ、回転軸Aに対する周方向Cに延びる突条形状の支持体側位置決め機構20fとを含んでいる。しかし、位置決め機構20f、30fは、特に限定されず、支持体側位置決め機構20fが、溝形状を有し、回転体側位置決め機構30fが、突条形状を有していてもよい。
As shown in FIG. 6B, the
本実施形態に係る切替バルブ10は、第1の実施形態に係る切替バルブ1と同様に、取付具50に回転駆動源(図示せず)を連結可能に構成されており、回転軸A周りに回転した状態を保持可能であるように、回転体30を回転駆動源に連結することで、切替バルブ装置(図示せず)が得られる。
Similar to the switching
以上のように構成される本実施形態に係る切替バルブ10および切替バルブ装置によれば、第1の実施形態に係る切替バルブ1および切替バルブ装置Vと同様に、切替バルブ1のポートを開状態または閉状態に保持する場合には、回転体30に回転力が伝達されないように、回転駆動源に電力を供給しなければよい。つまり、特許文献1の電磁式切替バルブのように、ポートの開状態および閉状態の少なくともいずれかの状態を保持する際に、電力を供給し続ける必要はない。したがって、切替バルブ10および切替バルブ装置の省力化を図ることができる。
According to the switching valve 10 and the switching valve device according to the present embodiment configured as described above, the port of the switching
また、本実施形態では、切替バルブ10を構成する部品数(たとえば、支持体201、202および回転体30を構成する部品数)が少ないため、切替バルブ10および切替バルブ装置を低コストで作製することができる。
Further, in the present embodiment, since the number of parts constituting the switching valve 10 (for example, the number of parts constituting the
1、10 切替バルブ
10r 組付機構
201、202 (一方側、他方側)支持体
201a、202a (一方側、他方側)凹部
201a、202a 内部空間
201f、202f (一方側、他方側)フランジ
201r、202r 挟持案内部
203、311 ポート密閉部
204 内部空間密閉部
20f 支持体側位置決め機構
20f、30f、21f、31f 位置決め機構
20r 挟持部材
21~24 (第1~第4の)支持体
211~214 ポート密閉部矯正部
211e 係合爪
211m 突出部
21a~24a (第1~第4の)内部空間
21f 支持体側位置決め部
21m 一端側支持体連結部
21n 他端側支持体連結部
21p~24p (第1~第4の)外部ポート
21pe 係合孔
21r 連結補強部
30 回転体
31~34 (第1~第4の)回転体
30f 回転体側位置決め機構
312 内部空間密閉部
31a~34a (第1~第4の)弁室
31f 回転体側位置決め部
31m 一端側回転体連結部
31n 他端側回転体連結部
31p~34p (第1~第4の)内部ポート
4、40 接続具
4n 接続具連結部
5、50 取付具
51 軸封部
51b、212 密閉構造
5m 取付具連結部
A 回転軸
AF 組付け面
C 周方向
IP 仮想延長面
M 回転駆動源
Ma 駆動軸
P 連通口
PJ ポート密閉部の仮想延長面からの突出量
V 切替バルブ装置
1, 10 Switching valve 10r Assembly mechanism 201, 202 (one side, the other side) Supports 201a, 202a (one side, the other side) Recesses 201a, 202a Internal space 201f, 202f (one side, the other side) Flange 201r, 202r Holding guide part 203, 311 Port sealing part 204 Internal space sealing part 20f Support side positioning mechanism 20f, 30f, 21f, 31f Positioning mechanism 20r Holding member 21 to 24 (1st to 4th) supports 211 to 214 Port sealing Part Correcting part 211e Engagement claw 211m Protruding part 21a to 24a (1st to 4th) Internal space 21f Support side positioning part 21m One end side support connection part 21n Other end side support connection part 21p to 24p (1st to 24p) 4th) External port 21pe Engagement hole 21r Connecting reinforcement part 30 Rotating body 31-34 (1st to 4th) Rotating body 30f Rotating body side positioning mechanism 312 Internal space sealing part 31a-34a (1st to 4th) ) Valve chamber 31f Rotating body side positioning part 31m One end side rotating body connecting part 31n The other end side rotating body connecting part 31p to 34p (1st to 4th) internal ports 4, 40 fittings 4n fitting connecting parts 5, 50 mounting Tool 51 Shaft Sealing part 51b, 212 Sealed structure 5m Fixture connecting part A Rotating shaft AF Assembly surface C Circumferential direction IP Virtual extension surface M Rotation drive source Ma Drive shaft P Communication port PJ port Protrusion from the virtual extension surface of the sealing part Amount V switching valve device
Claims (13)
前記切替バルブは、
内部空間を有する支持体と、
前記回転軸周りに回転可能な状態で前記内部空間に収容され、前記回転駆動源に連結可能な回転体と
を含み、
前記支持体は、前記流体を送出するか、または受容する外部ポートを備え、
前記回転体は、前記流体を収容する弁室と、前記弁室と連通する内部ポートとを備え、
前記内部ポートは、前記外部ポートと選択的に流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに所定の回転角度で回転したときに、前記外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記支持体は、前記回転軸に沿って、互いに取り外し可能に連結可能な複数の支持体のうちの少なくとも1つであり、
前記回転体は、前記回転軸に沿って、互いに取り外し可能に連結可能な複数の回転体のうちの少なくとも1つである、切替バルブ。 It is a switching valve that can be connected to a rotation drive source that rotates around the axis of rotation and can switch the fluid flow path.
The switching valve is
A support with an internal space and
It includes a rotating body that is housed in the internal space in a state of being rotatable around the rotation axis and can be connected to the rotation drive source.
The support comprises an external port that sends or receives the fluid.
The rotating body includes a valve chamber for accommodating the fluid and an internal port communicating with the valve chamber.
The internal port overlaps the external port when the rotating body rotates about the support at a predetermined rotation angle with respect to the support so that it can be selectively fluid-connected to the external port. Provided in position ,
The support is at least one of a plurality of supports that can be detachably connected to each other along the axis of rotation.
The rotating body is a switching valve which is at least one of a plurality of rotating bodies which can be detachably connected to each other along the axis of rotation .
前記回転体は、前記複数の回転体のうちの第1の回転体および第2の回転体を含み、前記第1の回転体および前記第2の回転体は、互いに取り外し可能に連結されており、
前記外部ポートは、少なくとも第1の外部ポートおよび第2の外部ポートを含み、前記第1の外部ポートは、前記第1の支持体に設けられ、前記第2の外部ポートは、前記第2の支持体に設けられ、
前記内部ポートは、少なくとも第1の内部ポートおよび第2の内部ポートを含み、前記第1の内部ポートは、前記第1の回転体に設けられ、前記第2の内部ポートは、前記第2の回転体に設けられ、
前記第1の内部ポートは、前記第1の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第1の回転角度で回転したときに、前記第1の外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記第2の内部ポートは、前記第2の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第2の回転角度で回転したときに、前記第2の外部ポートと重なる位置に設けられる、請求項1記載の切替バルブ。 The support includes a first support and a second support among the plurality of supports, and the first support and the second support are detachably connected to each other. ,
The rotating body includes a first rotating body and a second rotating body among the plurality of rotating bodies, and the first rotating body and the second rotating body are detachably connected to each other. ,
The external port includes at least a first external port and a second external port, the first external port is provided on the first support, and the second external port is the second external port. Provided on the support
The internal port includes at least a first internal port and a second internal port, the first internal port is provided on the first rotating body, and the second internal port is the second internal port. Provided on the rotating body
The first internal port is said to be fluidly connectable to the first external port when the rotating body rotates about the support at a first rotation angle about the axis of rotation. It is installed at a position that overlaps with the first external port,
The second internal port is said to be fluidly connectable to the second external port when the rotating body rotates about the support at a second rotation angle about the axis of rotation. The switching valve according to claim 1, which is provided at a position overlapping with the second external port.
前記切替バルブは、
内部空間を有する支持体と、
前記回転軸周りに回転可能な状態で前記内部空間に収容され、前記回転駆動源に連結可能な回転体と
を含み、
前記支持体は、前記流体を送出するか、または受容する外部ポートを備え、
前記回転体は、前記流体を収容する弁室と、前記弁室と連通する内部ポートとを備え、
前記内部ポートは、前記外部ポートと選択的に流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに所定の回転角度で回転したときに、前記外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記外部ポートは、少なくとも第1の外部ポートおよび第2の外部ポートを含み、
前記内部ポートは、少なくとも第1の内部ポートおよび第2の内部ポートを含み、
前記第1の内部ポートは、前記第1の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第1の回転角度で回転したときに、前記第1の外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記第2の内部ポートは、前記第2の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第2の回転角度で回転したときに、前記第2の外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記弁室は、少なくとも第1の弁室および第2の弁室を含み、
第1の内部ポートは、前記第1の弁室と連通し、前記第2の内部ポートは、前記第2の弁室と連通し、
前記第1の弁室および前記第2の弁室は、互いに隔離されている、切替バルブ。 It is a switching valve that can be connected to a rotation drive source that rotates around the axis of rotation and can switch the fluid flow path.
The switching valve is
A support with an internal space and
With a rotating body that is housed in the internal space in a state of being rotatable around the rotation axis and can be connected to the rotation drive source.
Including
The support comprises an external port that sends or receives the fluid.
The rotating body includes a valve chamber for accommodating the fluid and an internal port communicating with the valve chamber.
The internal port overlaps the external port when the rotating body rotates about the support at a predetermined rotation angle with respect to the support so that it can be selectively fluid-connected to the external port. Provided in position,
The external port includes at least a first external port and a second external port.
The internal port includes at least a first internal port and a second internal port.
The first internal port is said to be fluidly connectable to the first external port when the rotating body rotates about the support at a first rotation angle about the axis of rotation. It is installed at a position that overlaps with the first external port,
The second internal port is said to be fluidly connectable to the second external port when the rotating body rotates about the support at a second rotation angle about the axis of rotation. It is installed at a position that overlaps with the second external port,
The valve chamber includes at least a first valve chamber and a second valve chamber.
The first internal port communicates with the first valve chamber, and the second internal port communicates with the second valve chamber.
A switching valve in which the first valve chamber and the second valve chamber are isolated from each other.
前記切替バルブは、
内部空間を有する支持体と、
前記回転軸周りに回転可能な状態で前記内部空間に収容され、前記回転駆動源に連結可能な回転体と
を含み、
前記支持体は、前記流体を送出するか、または受容する外部ポートを備え、
前記回転体は、前記流体を収容する弁室と、前記弁室と連通する内部ポートとを備え、
前記内部ポートは、前記外部ポートと選択的に流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに所定の回転角度で回転したときに、前記外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記外部ポートは、少なくとも第1の外部ポートおよび第2の外部ポートを含み、
前記内部ポートは、少なくとも第1の内部ポートおよび第2の内部ポートを含み、
前記第1の内部ポートは、前記第1の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第1の回転角度で回転したときに、前記第1の外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記第2の内部ポートは、前記第2の外部ポートと流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに第2の回転角度で回転したときに、前記第2の外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記支持体は、少なくとも、第1の支持体を収容する第1の内部空間を有する第1の支持体と、第2の支持体を収容する第2の内部空間を有する第2の支持体とを備え、
前記回転体は、少なくとも、前記第1の支持体に対して回転軸周りに回転可能な第1の回転体と、前記第2の支持体に対して回転軸周りに回転可能な第2の回転体とを備え、
前記第1の外部ポートは、前記第1の支持体に設けられ、前記第2の外部ポートは、前記第2の支持体に設けられ、
前記第1の内部ポートは、前記第1の回転体に設けられ、前記第2の内部ポートは、前記第2の回転体に設けられ、
前記第1の支持体および前記第2の支持体は、前記回転軸に沿って取り外し可能に連結されており、
前記第1の回転体および前記第2の回転体は、前記回転軸に沿って取り外し可能に連結されている、切替バルブ。 It is a switching valve that can be connected to a rotation drive source that rotates around the axis of rotation and can switch the fluid flow path.
The switching valve is
A support with an internal space and
With a rotating body that is housed in the internal space in a state of being rotatable around the rotation axis and can be connected to the rotation drive source.
Including
The support comprises an external port that sends or receives the fluid.
The rotating body includes a valve chamber for accommodating the fluid and an internal port communicating with the valve chamber.
The internal port overlaps the external port when the rotating body rotates about the support at a predetermined rotation angle with respect to the support so that it can be selectively fluid-connected to the external port. Provided in position,
The external port includes at least a first external port and a second external port.
The internal port includes at least a first internal port and a second internal port.
The first internal port is said to be fluidly connectable to the first external port when the rotating body rotates about the support at a first rotation angle about the axis of rotation. It is installed at a position that overlaps with the first external port,
The second internal port is said to be fluidly connectable to the second external port when the rotating body rotates about the support at a second rotation angle about the axis of rotation. It is installed at a position that overlaps with the second external port,
The support has at least a first support having a first internal space accommodating the first support and a second support having a second internal space accommodating the second support. Equipped with
The rotating body has at least a first rotating body that can rotate about a rotation axis with respect to the first support and a second rotation that can rotate about a rotation axis with respect to the second support. With a body,
The first external port is provided on the first support, and the second external port is provided on the second support.
The first internal port is provided on the first rotating body, and the second internal port is provided on the second rotating body.
The first support and the second support are detachably connected along the axis of rotation.
A switching valve to which the first rotating body and the second rotating body are detachably connected along the rotation axis.
前記切替バルブは、
内部空間を有する支持体と、
前記回転軸周りに回転可能な状態で前記内部空間に収容され、前記回転駆動源に連結可能な回転体と
を含み、
前記支持体は、前記流体を送出するか、または受容する外部ポートを備え、
前記回転体は、前記流体を収容する弁室と、前記弁室と連通する内部ポートとを備え、
前記内部ポートは、前記外部ポートと選択的に流体接続可能であるように、前記回転体が前記支持体に対して前記回転軸周りに所定の回転角度で回転したときに、前記外部ポートと重なる位置に設けられ、
前記回転体は、前記支持体と前記回転体との間で前記内部ポートを囲むように設けられ、前記支持体と前記回転体との間の空隙を密閉するポート密閉部を備え、
前記支持体は、前記外部ポートと前記内部空間との連通口に向かって、前記支持体の内周面から窪むように設けられ、前記回転体の回転により、前記ポート密閉部が前記弁室と前記外部ポートとの連通口に入るときに、前記ポート密閉部の膨張を抑制するように前記ポート密閉部を押圧し、前記回転体のさらなる回転により、前記ポート密閉部が前記連通口から出るときに、前記ポート密閉部を前記内部空間に案内するように前記ポート密閉部を再度押圧する、ポート密閉部矯正部を備える、切替バルブ。 It is a switching valve that can be connected to a rotary drive source that rotates around the axis of rotation and can switch the fluid flow path.
The switching valve is
A support with an internal space and
With a rotating body that is housed in the internal space in a state of being rotatable around the rotation axis and can be connected to the rotation drive source.
Including
The support comprises an external port that sends or receives the fluid.
The rotating body includes a valve chamber for accommodating the fluid and an internal port communicating with the valve chamber.
The internal port overlaps the external port when the rotating body rotates about the support at a predetermined rotation angle with respect to the support so that it can be selectively fluid-connected to the external port. Provided in position,
The rotating body is provided so as to surround the internal port between the support and the rotating body, and includes a port sealing portion for sealing a gap between the support and the rotating body.
The support is provided so as to be recessed from the inner peripheral surface of the support toward the communication port between the external port and the internal space, and the rotation of the rotating body causes the port sealing portion to be recessed from the valve chamber and the valve chamber. When the port sealing portion is pressed so as to suppress the expansion of the port sealing portion when entering the communication port with the external port, and the port sealing portion exits from the communication port due to further rotation of the rotating body. A switching valve comprising a port sealing portion correction portion that represses the port sealing portion so as to guide the port sealing portion to the internal space.
回転軸周りに回転駆動する回転駆動源と
を備え、
前記回転体は、前記回転軸周りに回転した状態を保持可能であるように、前記回転駆動源に連結されている、切替バルブ装置。 The switching valve according to any one of claims 1 to 12,
Equipped with a rotation drive source that drives rotation around the axis of rotation,
A switching valve device connected to the rotation drive source so that the rotating body can hold a state of being rotated around the rotation axis.
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JPS5925751U (en) * | 1982-08-10 | 1984-02-17 | 株式会社永田製作所 | Rotary operation valve for simultaneous opening/closing or switching opening/closing of multiple passages |
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2020
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