JPH10132108A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の操作軸で操作できる弁装置において小
さな操作力で操作できる弁装置を提供すること。 【解決手段】 操作軸(51)と一体回動する弁体を内蔵し
且つ２つ以上の流路接続口が形成された回動弁と、前記
流路接続口に接続された流路に接続され、且つ前記操作
軸に取付けられたカム体(61)の作用で開閉動作するリフ
ト弁を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は弁装置、特に、多
方弁形式の弁装置に関するもので、必要な操作力を小さ
くし得るようにしたものである。

【０００２】

【従来の技術】図８はディスク弁式の弁装置の要部の分
解斜視図である。弁箱本体(11)には上方に開放する凹部
(12)が形成されていると共に、該弁箱本体(11)には外周
面の第１〜第５流路接続口(131) (132) ・・・から前記
凹部(12)の底壁の第１〜第５開口(141) (142) ・・・に
各別に繋がる流路が形成されており、上記第１〜第５開
口(141) (142) ・・・を包囲する位置には環状パッキン
(15)(15)・・・が埋設されている。

【０００３】上記凹部(12)には固定ディスク(16)が収容
固定されると共に、該固定ディスク(16)には前記凹部(1
2)底壁の第１〜第５開口(141) (142) ・・・に対応する
第１〜第５貫通孔(161) (162) ・・・が表裏に貫通して
いる。上記固定ディスク(16)の上面には可動ディスク(1
7)が圧接せしめられるようになっている。又、該可動デ
ィスク(17)には、上記固定ディスク(16)に穿設された第
１〜第５貫通孔(161) (162) ・・・に択一的に接続され
る第１〜第４貫通孔(171) (172) ・・・が形成されてい
ると共に、隣接する第１，第２貫通孔(171) (172) 及び
第３，第４貫通孔(173) (174) の上端開口部は第１，第
２バイパス管(175) (176) で連結されている。又、上記
可動ディスク(17)は、その中心部に形成された角孔(17
7) に嵌入される操作軸(179) で回動されるようになっ
ている。

【０００４】このものでは、弁箱本体(11)の凹部(12)の
底壁に形成された第１〜第５開口(141) (142) ・・・に
固定ディスク(16)の第１〜第５貫通孔(161) (162) ・・
・が一致するように該凹部(12)に固定ディスク(16)を収
容固定し、更に、該固定ディスク(16)の上面に可動ディ
スク(17)を重ね合わせた後、図示しない蓋体で前記可動
ディスク(17)の上方を被蓋すると弁装置の組み立てが完
了する。

【０００５】上記組み立て状態に於いて、可動ディスク
(17)を固定ディスク(16)に対して回動させると、可動デ
ィスク(17)に設けられた第１〜第４貫通孔(171) (172)
・・・と固定ディスク(16)の第１〜第５貫通孔(161) (1
62) ・・・の対応関係が変化し、これにより、弁箱本体
(11)の外周面に形成された第１〜第５流路接続口(131)
(132) ・・・から引き出された配管(181) (182) ・・・
の接続態様が変わる。即ち、流路が切り替えられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の弁装置では、流路を切り替える際に大きな操作力が
必要になるという問題があった。上記問題について更に
詳述すると、上記従来のものでは、可動ディスク(17)と
固定ディスク(16)の圧接によってこれら両者間のシール
性を確保している。即ち、可動ディスク(17)に形成され
た第１〜第４貫通孔(171) (172) ・・・と固定ディスク
(16)に形成された第１〜第５貫通孔(161) (162) ・・・
の相互の連通境界部からの流体漏れを防ぐ為に前記可動
ディスク(17)を固定ディスク(16)に強く圧接させてい
る。そして、上記固定ディスク(16)や可動ディスク(17)
の上記貫通孔(161) (162) (171) (172) ・・・の数即
ち、流路数が増加してこれら各ディスク(16)(17)の直径
が大きくなる程、これら両ディスク(16)(17)のシール性
を確保する為の圧接力を大きくする必要がある。

【０００７】従って、弁装置内の弁体がディスク弁のみ
で構成されている上記従来のものでは、前記流路数の増
加に伴って前記両ディスク(16)(17)の圧接力が単純に増
加し、これにより、固定ディスク(16)に対する可動ディ
スク(17)の摺動抵抗が大きくなる。このことから、操作
軸(179) を回す為に必要な操作力が大きくなるのであ
る。

【０００８】この出願は上記の点に鑑みて成されたもの
で、請求項１〜請求項３の発明は、単一の操作軸で操作
できる弁装置において小さな操作力で操作できる弁装置
を提供することを課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為の
請求項１の発明の手段は、『操作軸と一体回動する弁体
を内蔵し且つ２つ以上の流路接続口が形成された回動弁
と、前記流路接続口に接続された流路に接続され、且つ
前記操作軸に取付けられたカム体の作用で開閉動作する
リフト弁を具備する』ことである。

【００１０】リフト弁は回動弁の操作軸に取付けられた
カム体の作用で開閉動作するから、弁装置全体が単一の
操作軸で操作できる。リフト弁はこれに対応する弁座口
に接離動作するものであるから、大きな摺動抵抗に抗し
て回動させる既述可動ディスクに比べて小さな力で開閉
させることができる。

【００１１】請求項２の発明のよに、『前記回動弁は三
方弁である』ものの他、前記回動弁は二方弁又は四方弁
以上の多方弁であってもよい。請求項３の発明のよう
に、『前記弁体は球弁である』ものの他、前記弁体は円
筒形状の弁体または既述したディスク状の弁体であって
もよい。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
３の発明によれば、ディスク弁に比べて小さな力で開閉
できるリフト弁を弁装置の一部に使用したから、ディス
ク弁のみで弁装置を構成する場合に比べ、該弁装置の動
作に必要な操作力を小さくすることができる。

【００１３】弁装置の動作に必要な操作力を小さくでき
るから、これをモータで駆動させる場合には該モータの
小型化が図れ、弁装置が安価に製作できる。小さな力で
操作可能にする為には流路数の少ない回動弁（ディスク
弁や球弁を使用した弁）形式の三方弁等を複数接続して
もよいが、かかる場合は、これを作動させる駆動装置と
してのモータが各回動毎に必要となり、該モータの必要
数が多くなる。これに比べて請求項１〜請求項３の弁装
置をモータで駆動する場合には、一本の操作軸を回動さ
せる単一のモータを設けるだけでよい。従って、上記回
動弁式の三方弁等を複数組み合わせるものに比べ、モー
タの必要数が少なく分だけ安価に製造できる利点があ
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、上記した発明の実施の形態
について説明する。図１は、四方弁形式の弁装置に上記
発明を実施したものであり、この弁装置は、球弁を内蔵
した三方弁(21)（発明特定事項の回動弁に対応する）
と、その第１流路接続口(23)に接続される副弁(31)と、
更にこれら各弁を動作させる駆動装置(54)から構成され
ている。そして、上記三方弁(21)に形成された第２流路
接続口(24)や第３流路接続口(139) （図４参照）及び副
弁(31)の上下の開口部の第４，第５流路接続口(136) (1
37) （図１参照）に外部配管が接続されるようになって
いる。

【００１５】三方弁(21)は図３に示す構成の球弁(25)を
用いて図２のように構成される。図２は三方弁(21)の縦
断面図であり、図４は副弁(31)を接続した状態の三方弁
(21)の横断面図である。三方弁(21)のハウジング(26)に
は、図４に示すように、Ｔ字状の貫通孔(27)が穿設され
ていると共にその各開口部が上記第１〜第３流路接続口
(23)(24)(139)となっており、該貫通孔(27)の途中の流
路分岐点には環状パッキン(28)(29)(58)(59)で四方から
挟まれた球状の弁体即ち、球弁(25)が装填されている。
又、上記球弁(25)の頂面には係合溝(20)が形成されてお
り、該係合溝(20)には、ハウジング(26)の弁室に通じる
軸孔(22)に挿通されてた操作軸(51)の下端部が回転力伝
達状態に係合されていると共に、該操作軸(51)はモータ
(52)の回転数を制御する減速機(53)を介して回転される
ようになっている。

【００１６】前記球弁(25)は、図２〜図４に示すよう
に、一対の通過孔(251) (252) が仕切り壁(253) を介し
て対称に形成された構成であり、通過孔(251) (252) の
両端の口部軸線相互が直交し、この間の流路は、９０度
だけ屈曲した構造になっている。尚、球弁(25)を挟む一
対の環状パッキン(28)(29)は、ハウジング(26)に接続さ
れる後述の副弁(31)や配管端末(40)で押圧され、他方の
一対の環状パッキン(58)(59)は第３流路接続口(139) 内
に取付けられる筒ネジ(56)のねじ込みによって球弁(25)
に押圧される。

【００１７】上記三方弁(21)の球弁(25)を回動させる操
作軸(51)は、図１，図２に示すように駆動装置(54)の減
速機(53)に接続されており、該減速機(53)は更にモータ
(52)の回転軸に連結されている。又、上記操作軸(51)に
は円板状のカム体(61)が外嵌固定されており、該カム体
(61)によって副弁(31)が開閉されるようになっている。

【００１８】図５は上記カム体(61)の配設部の平面図で
あり、カム体(61)の外周にはカム凹部(611) (611) が１
８０度間隔で形成されている。副弁(31)には、上記カム
体(61)で開閉されるリフト弁(32)が組み込まれている。
該リフト弁(32)を内蔵した副弁(31)の連結筒部(33)は上
記三方弁(21)の第１流路接続口(23)に液密状態に挿入さ
れていると共に、該連結筒部(33)の先端部で環状パッキ
ン(29)を球弁(25)に押し付けてシール性を確保してい
る。又、上記連結筒部(33)の先端近傍の外周に張り出し
た取付けフランジ(35)は固定ビス(34)で三方弁(21)のハ
ウジング(26)に固定されている。副弁(31)内には三つの
流路端を有する流路(311) が形成されていると共に、該
流路(311) の一つの流路端部は前記連結筒部(33)部分に
開放しており、他方の二つの流路端は外部配管を接続す
る第４，第５流路接続口(136) (137) となっている。

【００１９】上記流路(311) に於ける第５流路接続口(1
37) の近傍には既述カム体(61)で開閉されるリフト弁(3
2)が位置しており、該リフト弁(32)の弁体(320) は副弁
(31)に螺入されたキャップ(36)との間に介装されたバネ
(37)で弁座口(38)を閉塞する方向に付勢されている。上
記リフト弁(32)の弁軸(321) は副弁(31)の構成壁に螺入
された栓体(39)を液密状態に貫通してその先端が既述カ
ム体(61)の外周に当接している。

【００２０】上記弁装置は、例えば図１の想像線で示す
ように太陽熱温水器(71)や補助熱源(72)から成る給湯装
置の流路を切り替える為に使用される。上記給湯装置の
流路に本実施の形態に係る弁装置を組み込むときは、図
１，図４に示された三方弁(21)の第３流路接続口(139)
に給水管(70)を接続すると共に、三方弁(21)の第２流路
接続口(24)と太陽熱温水器(71)の入口部をソーラ給水管
(73)で接続する。尚、ソーラ給水管(73)の接続によりそ
の配管端末(40)で環状パッキン(28)が球弁(25)に押圧さ
れてそのシール性が確保される。又、太陽熱温水器(71)
の吐出部と副弁(31)に形成された第５流路接続口(137)
をソーラ吐出管(74)で接続し、更に、副弁(31)に形成さ
れた第４流路接続口(136) に接続した補助熱源用給水管
(75)の下流端を補助熱源(72)の入口部接続し、該補助熱
源(72)から引き出した給湯管(76)に給湯蛇口(77)を接続
する。

【００２１】上記給湯装置は、給水管(70)からの冷水を
直接給湯蛇口(77)から取り出す水使用状態と、太陽熱温
水器(71)からの温水を使用する温水使用状態の二種類の
使用状態に切り替えられるようになっており、以下、水
使用状態と温水使用状態の各場合に分けて説明する。台
所等に配設された給湯蛇口(77)近傍に設けられている図
示しないリモコン装置の水使用スイッチが操作される
と、三方弁(21)の操作軸(51)が駆動装置(54)で回転せし
められる。すると、球弁(25)が前記操作軸(51)と一体回
動すると共に、該球弁(25)の仕切り壁(253) が図４の矢
印で示す反時計方向に回転して想像線で示す位置に到達
するまで該球弁(25)が回転駆動せしめられる。又、この
状態では、図５に示すように、操作軸(51)に取付けられ
たカム体(61)の外周のカム凹部(611) にリフト弁(32)の
弁軸(321) の先端が侵入した状態になり、これにより、
リフト弁(32)はバネ(37)の付勢力で弁座口(38)を閉塞し
た閉弁状態に維持される。又、上記水使用スイッチが操
作されたときには補助熱源(72)は非発熱状態に維持され
る。

【００２２】この状態で給湯蛇口(77)が開放されると、
給水管(70)から供給される水が三方弁(21)の第３流路接
続口(139) →第１流路接続口(23)→副弁(31)に形成され
た第４流路接続口(136) →補助熱源用給水管(75)→非発
熱状態にある補助熱源(72)→給湯管(76)→給湯蛇口(77)
と流れて該給湯蛇口(77)から冷水が流出する。次に温水
使用状態について説明する。

【００２３】上記リモコン装置の温水使用スイッチが操
作されると、駆動装置(54)によって操作軸(51)が上記水
使用状態から９０度回転せしめられる。即ち、該操作軸
(51)の先端に係合した三方弁(21)の球弁(25)が反時計方
向に９０度回転し、該球弁(25)内の仕切り壁(253) が図
４の想像線の姿勢から実線の姿勢に変化する。又、上記
操作軸(51)に取付け固定されたカム体(61)のカム凹部(6
11) からリフト弁(32)の弁軸(321) が脱出する。即ち、
カム体(61)の外周においてカム凹部(611) が形成されて
いない外周縁部で前記リフト弁(32)の弁軸(321) が押さ
れ、これにより、該リフト弁(32)の弁体(320) がバネ(3
7)の付勢力に抗して弁座口(38)から離反せしめられてこ
れが開弁状態に維持される。この状態で給湯蛇口(77)が
開放されると、給水管(70)から供給される水が三方弁(2
1)の第３流路接続口(139) →第２流路接続口(24)→ソー
ラ給水管(73)→太陽熱温水器(71)→第５流路接続口(13
7)→第４流路接続口(136) →補助熱源用給水管(75)→補
助熱源(72)→給湯管(76)→給湯蛇口(77)と流れて該給湯
蛇口(77)から温水が流出する。この場合、太陽熱温水器
(71)から流出する温水の温度が低い場合は、補助熱源(7
2)が発熱動作して上記温水を設定温度まで更に昇温させ
る。

【００２４】上記弁装置では、これを構成する弁の一部
がリフト弁(32)で構成されており、然も該リフト弁(32)
は、大きな摺動抵抗に抗して動かさなければ成らない既
述可動ディスクと相違し、小さな力で開閉操作できる。
又、三方弁(21)は環状パッキン(28)(29)(58)(59)との摺
動抵抗に抗して回動させる回動弁であるが、第２〜第５
流路接続口(24)(139) (136) (137) を具備する四方弁形
式の弁装置を単一の回動弁（ディスク弁や球弁）で構成
する場合に比べて、小さな操作力で操作することができ
る。四方弁形式の弁装置全体を単一の回動弁で構成する
場合に比べて上記三方弁(21)は小型に形成できるから、
この小さな球弁(25)を小さな操作力で回動させ得るから
である。

【００２５】従って、三方弁(21)と副弁(31)から構成さ
れた弁装置全体を動作させる為に必要な操作力も小さく
て済み、これにより駆動装置(54)のモータ(52)が小型化
できる。図６は、五方弁形式の弁装置に上記発明を実施
したものであり、この弁装置は、回動弁を構成する球弁
が内蔵された三方弁(21)と、その第１流路接続口(23)及
び第２流路接続口(24)に接続された副弁(31)及び第２副
弁(41)と、更にこれら各弁を作動させる駆動装置(54)か
ら構成されており、第２副弁(41)が付加されている点と
操作軸(51)に二枚のカム体(61)(69)が固定されている点
を除いて既述第１番目の実施の形態のものと同様に構成
されている。

【００２６】上記第２輻弁(41)は既述副弁(31)と同一構
造を有し、該第２副弁(41)の接続筒部(43)は三方弁(21)
のハウジング(26)に形成された第２流路接続口(24)に接
続されていると共に、該第２副弁(41)に内蔵されたリフ
ト弁(42)はバネ(47)で閉弁方向に付勢されており、更に
該リフト弁(42)の弁軸(421) は操作軸(51)に取付けられ
たカム体(69)の外周に当接されている。

【００２７】図７に示すように、カム体(69)は既述実施
の形態に於けるカム体(61)と同様に構成されているが、
カム体(61)のカム凹部(611) (611) とカム体(69)の外周
のカム凹部(691) (691) の配設位置は相互に円周方向に
９０度ずれている。そして、操作軸(51)に取付けられた
カム体(61)(69)が９０度単位で回動すると、リフト弁(3
2)(42)の何れか一方の先端がカム凹部(611) (691) に択
一的に侵入するようになっている。

【００２８】このものでは、駆動装置(54)で操作軸(51)
を回動させると、その下端に係合された球弁(25)が既述
第１番目の実施の形態と同様に回動する。又、三方弁(2
1)の第３流路接続口(139) が第２流路接続口(24)側に連
通している状態では第２副弁(41)に内蔵されたリフト弁
(42)の弁軸(421) の先端がカム体(69)の外周で押されて
（図７の状態）これが開弁状態に維持される。又、他方
の副弁(31)に内蔵されたリフト弁(32)の弁軸(321) の先
端はカム体(61)の外周に形成されたカム凹部(611) に侵
入した状態に維持され、これにより、該リフト弁(32)が
閉弁状態に維持される。そして、この状態から球弁(25)
を９０度回動させると、既述第１番目の実施の形態で説
明したように、第３流路接続口(139) が副弁(31)側に連
通すると共に、カム体(61)が図７において反時計方向に
回動する。すると、副弁(31)を構成するリフト弁(32)の
弁軸(321) がカム体(61)のカム凹部(611) から脱出して
該リフト弁(32)が開弁する。

【００２９】尚、上記五方弁式の弁装置では、三方弁(2
1)の第２流路接続口(24)に第２副弁(41)を接続したが、
これを適宜継ぎ手を用いて第３流路接続口(139) に接続
してもよい。又、上記何れの実施の形態でも三方弁(21)
に副弁(31)等を接続したが、球弁又はディスク弁式の回
動弁を用いて四方弁や五方弁等の多方弁を形成し、該回
動弁式の多方弁にリフト弁式の副弁(31)を単数又は複数
接続するようにしてもよい。そして、この場合に於いて
も、回動弁を動作させる操作軸(51)に取付けたカム体で
前記副弁(31)を開閉する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願の発明に係る第１の実施の形態に係る弁装
置の断面図

【図２】図１に現れる三方弁(21)及びこれを駆動する駆
動装置(54)の説明図

【図３】図２の三方弁(21)に組み込まれた球弁(25)の斜
視図

【図４】副弁(31)を接続した状態のハウジング(26)の横
断面図

【図５】カム体(61)と弁軸(321) の関係説明図

【図６】第２の実施の形態に係る弁装置の断面図

【図７】図６に現れるカム体(61)と弁軸(321) (421) の
関係説明図

【図８】従来例の説明図

【符号の説明】

(21)・・・三方弁 (25)・・・球弁 (51)・・・操作軸 (54)・・・駆動装置 (61)・・・カム体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操作軸と一体回動する弁体を内蔵し且つ
   ２つ以上の流路接続口が形成された回動弁と、 前記流路接続口に接続された流路に接続され、且つ前記
   操作軸に取付けられたカム体の作用で開閉動作するリフ
   ト弁を具備する弁装置。
2. 【請求項２】 前記回動弁は三方弁である請求項１の弁
   装置。
3. 【請求項３】 前記弁体は球弁である請求項１又は請求
   項２の弁装置。