JPH10196816A - 三方弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三方弁の弁体のガイディングを、各プラグの
外周とシートリングとの接触により行っているため、各
プラグのガイド面積を確保するためにプラグ形状が制限
され、流量特性を任意に設計することができず、また、
プラグを複雑な形状とする必要があり、容易な連続切削
加工ができず、製造コストが上昇するなどの課題があっ
た。 【解決手段】 流入路４から流入した流体の第１流出路
５への流れを上側シートリング１８との間隔により調節
する上側プラグ部１５ａと、流入路４から流入した流体
の第２流出路６への流れを下側シートリング１９との間
隔により調節する下側プラグ部１５ｂと、上側プラグ部
１５ａと下側プラグ部１５ｂとを連結する中間部１５ｃ
とを有した弁体１５の中間部１５ｃを、プラグガイド１
６によりガイディングするようにしたものである。

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、三方の管路を持
つ系の流体を制御する三方弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱交換機による流体の温度調節等におい
て、三方の管路を持つ系の流体を制御する弁として三方
弁が使用されている。三方弁には、２系統の流体を１系
統に混合させる混合形三方弁と１系統の流体を２系統に
分割する分割形三方弁の２形式がある。図５は従来の分
割形三方弁を示す断面図であり、図において、１は弁
箱、２は弁箱１の上蓋、３は弁箱１の下蓋であり、上蓋
２および下蓋３は弁箱１にボルトにより固定されてい
る。４は弁箱１内に形成された流入路、５は弁箱１内に
形成された第１流出路、６は弁箱１内に形成された第２
流出路であり、図５における下蓋３により形成されてい
る。７は流体の流入路４から第１流出路５への流れを調
節する上側プラグ、８は流体の流入路４から第２流出路
６への流れを調節する下側プラグであり、弁体は、上側
プラグ７および下側プラグ８が接続部１３により接続さ
れた形状に形成されている。９は上側プラグ７を摺動自
在に支持する上側シートリング、１０は下側プラグ８を
摺動自在に支持する下側シートリング、１１は図示しな
い弁操作器に接続され、上側プラグ７および下側プラグ
８に弁操作器の駆動力を伝達する弁軸、１２は弁軸１１
を摺動自在に支持するガイドリングである。

【０００３】上側プラグ７は、図示のように、図中上方
の基底部７ａと図中下方の例えば４本の脚部７ｂとを有
しており、基底部７ａは上側シートリング９の内径と同
一径の円形の外周を有しており、脚部７ｂは、上側シー
トリング９に沿って摺動するように、その外径を基底部
７ａにほぼ合わせて形成されている。また、下側プラグ
８も同様に、図中下方の基底部８ａと図中上方の例えば
４本の脚部８ｂとを有している。

【０００４】次に動作について説明する。流体を第２流
出路６に流さずにすべて第１流出路５に流す場合には、
上側プラグ７および下側プラグ８が図５に示したような
上限位置に配置される。この上限位置で、上側プラグ７
においては、脚部７ｂ間の隙間を内側から外側へと流体
が最大量通過して第１流出路５へ流れ、下側プラグ８に
おいては、基底部８ａと下側シートリング１０との当接
により流体の第２流出路６への流れが閉止される。以上
により流入路４から流入した流体はすべて第１流出路５
に流される。

【０００５】流体を第１流出路５に流さずにすべて第２
流出路６に流す場合には、上側プラグ７および下側プラ
グ８が下限位置に配置される。この下限位置で、下側プ
ラグ８においては、脚部８ｂ間の隙間を内側から外側へ
と流体が最大量通過して第２流出路６へ流れ、上側プラ
グ７においては、基底部７ａと上側シートリング９との
当接により流体の第１流出路５への流れが閉止される。
以上により流入路４から流入した流体はすべて第２流出
路６に流される。

【０００６】流体を第１流出路５および第２流出路６に
所定の比率で流す場合には、上側プラグ７および下側プ
ラグ８が上記上限位置および下限位置の間の所定の位置
に配置される。この所定位置においては、上側プラグ７
の脚部７ｂ間の隙間の上側シートリング９より基底部７
ａ側、および下側プラグ８の脚部８ｂ間の隙間の下側シ
ートリング１０より基底部８ａ側を、流体が内側から外
側へ通過して、第１流出路５および第２流出路６へ流れ
る。以上により流入路４から流入した流体は所定比率で
第１流出路５および第２流出路６に流される。

【０００７】上記の上側プラグ７および下側プラグ８の
各配置間の移動は、弁軸１１に接続された図示しない弁
操作器の駆動によりなされ、これにより目的とする流体
の流れの制御が行われる。

【０００８】この際に、上下に運動する弁軸１１と、上
側プラグ７および下側プラグ８よりなる弁体が、適切に
ガイディングされていることが必要であるが、弁軸１１
のガイディングはガイドリング１２により、また、弁体
のガイディングは、上側シートリング９の内側と上側プ
ラグ７の外側、および下側シートリング１０の内側と下
側プラグ８の外側とが何れの位置においても常にほぼ接
触した状態を保つことにより行われている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の分割形三方弁は
以上のように構成されているので、上側プラグおよび下
側プラグよりなる弁体のガイディングを、各プラグの外
周とシートリングとの接触により行っているため、各プ
ラグのガイド面積を確保するためにプラグ形状が制限さ
れ、そのため流量特性を任意に設計することができない
課題があった。

【００１０】また、プラグの形状を、基底部と脚部を有
したような複雑な形状とする必要があるため、プラグを
旋盤等を用いた連続切削により形成することができず、
複雑な断続切削を行う必要があり、製造コストが上昇す
るなどの課題があった。

【００１１】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、弁体の適切なガイディングが可能
であるとともに、弁体の流量特性の任意な設計および容
易な加工が可能な三方弁を得ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る三方弁は、流入路から流入した流体の第１流出路への
流れを上側シートリングとの間隔により調節する上側プ
ラグ部と、流入路から流入した流体の第２流出路への流
れを下側シートリングとの間隔により調節する下側プラ
グ部と、上側プラグ部と下側プラグ部とを連結する中間
部とを有した弁体の中間部を、プラグガイドによりガイ
ディングするようにしたものである。

【００１３】請求項２記載の発明に係る三方弁は、弁体
として、コンタード形の弁体を用いたものである。

【００１４】請求項３記載の発明に係る三方弁は、プラ
グガイドを支持固定するステーを、流体を整流可能な形
状に形成したものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による三
方弁を示す断面図であり、図において１は弁箱、２は弁
箱１の上蓋、３は弁箱１の下蓋であり、上蓋２および下
蓋３は弁箱１にボルトにより固定されている。４は弁箱
１内に形成された流入路、５は弁箱１内に形成された第
１流出路、６は弁箱１内に形成された第２流出路であ
り、図１における下蓋３により形成されている。１１は
図示しない弁操作器に接続され、プラグ１５に弁操作器
の駆動力を伝達する弁軸、１２は弁軸１１を摺動自在に
支持するガイドリングである。以上は、図５に示した従
来の三方弁のものと同様のものである。

【００１６】１５は流体の流入路４から第１流出路５お
よび第２流出路６への流れを調節するコンタード形に形
成されたプラグ（弁体）であり、上側プラグ部１５ａ，
下側プラグ部１５ｂ，および中間部１５ｃを有する形状
に形成されている。なお、図１に示したプラグ１５は、
上側プラグ部１５ａおよび中間部１５ｃを一体に形成
し、これに下側プラグ部１５ｂを接続した構成としてい
る。

【００１７】１６はプラグ１５をガイディングするプラ
グガイド、１７はプラグガイド１６を支持固定するステ
ー、１７ａはステー１７の台座、１８はプラグ１５の上
側プラグ部１５ａと当接することにより流体を閉止する
上側シートリング、１９はプラグ１５の下側プラグ部１
５ｂと当接することにより流体を閉止する下側シートリ
ングである。

【００１８】プラグ１５の中間部１５ｃはプラグガイド
１６により適切なガイディングが行われるように、一定
の径の柱状の部分を有するように形成されている。ま
た、上側プラグ部１５ａは中間部１５ｃの径より大き
く、上側シートリング１８の内径を徐々に超えて大きく
なる部分を有するように形成されており、上側シートリ
ング１８との当接により流体の流れを閉止する。下側プ
ラグ部１５ｂも同様に、中間部１５ｃの径より大きく、
下側シートリング１９の内径を徐々に超えて大きくなる
部分を有するように形成されており、下側シートリング
１９との当接により流体の流れを閉止する。

【００１９】図２はこの発明の実施の形態１による三方
弁のプラグガイド１６およびステー１７の構成を示す図
１におけるＡ−Ａ断面図である。プラグガイド１６はプ
ラグ１５の中間部１５ｃを周囲からガイディングしてお
り、プラグガイド１６の周囲に４本設けられたステー１
７によりこのプラグガイド１６が保持されている。この
ステー１７は下面に凹部が設けられた台座１７ａ上に設
けられている。プラグガイド１６の取り付けにおいて
は、まず、プラグガイド１６およびステー１７が取り付
けられている台座１７ａを、その下面に設けられた凹部
を下蓋３に設けられた凸部３ａにはめ込む形で下蓋３上
に配置し、それから、この下蓋３を弁箱１にボルトによ
り取り付ける。この際、下蓋３と弁箱１の間に台座１７
ａが挟み込まれ、プラグガイド１６は強固に固定され
る。なお、ここに示したプラグガイド１６およびステー
１７の固定方法は一例であり、例えば、凸部３ａ等を設
けずに下蓋３と弁箱１との間に台座１７ａを挟み込むだ
けの構成や、ネジにより取り付ける構成など、種々の構
成をとることが可能である。

【００２０】次に動作について説明する。流体を第２流
出路６に流さずにすべて第１流出路５に流す場合には、
プラグ１５が図１に示すような上限位置に配置される。
この上限位置では、上側プラグ部１５ａと上側シートリ
ング１８との間を流体が最大量通過して第１流出路５へ
流れ、一方、下側プラグ部１５ｂと下側シートリング１
９は当接し、流体の第２流出路６への流れが閉止され
る。

【００２１】流体を第１流出路５に流さずにすべて第２
流出路６に流す場合には、プラグ１５が図３に示すよう
な下限位置に配置される。この下限位置では、下側プラ
グ部１５ｂと下側シートリング１９との間を流体が最大
量通過して第２流出路６へ流れ、一方、上側プラグ部１
５ａと上側シートリング１８は当接し、流体の第１流出
路５への流れが閉止される。

【００２２】流体を第１流出路５および第２流出路６に
所定の比率で流す場合には、プラグ１５が図４に示すよ
うに上限位置と下限位置の間の所定の位置に配置され
る。この所定位置では、流体は、上側プラグ部１５ａと
上側シートリング１８との間、および下側プラグ部１５
ｂと下側シートリング１９との間を通過し、第１流出路
５および第２流出路６へ所定の比率で流れる。

【００２３】上記のプラグ１５の各配置間の移動は、弁
軸１１に接続された図示しない弁操作器の駆動によりな
され、これにより、目的とする流体の流れの制御が行わ
れる。この際には、上下に運動する弁軸１１がガイドリ
ング１２等によりガイディングされるとともに、弁体と
してのプラグ１５は、その中間部１５ｃの一定の径の柱
状部分をプラグガイド１６によりガイディングされる。
この場合、プラグ１５のガイディングがプラグ１５の上
下中間位置において行われるため、容易に流体による振
動の防止が図られる。

【００２４】プラグガイド１６のステー１７は、流入路
４中を流れる流体を妨害しないように流路を横切る断面
積を小さく設けることが好ましいが、例えば図１および
図２に示したように、ステー１７を流入路４中の流体の
流れ方向に沿ったウイング状に設けることにより、ステ
ー１７に、流入路４から第１流出路５へ、および流入路
４から第２流出路６への流体の流れにおける乱流の発生
を防止する整流効果を持たせることができ、弁容量を大
きく保つことができる。

【００２５】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、従来のように弁体の流量特性部で弁体のガイディン
グを行わず、中間部１５ｃでプラグ１５のガイディング
を行うようにしたため、プラグ１５の形状に対する制限
をなくして弁体をコンタード形とすることができ、これ
により、任意の流量特性を持たせた設計が可能となる効
果がある。

【００２６】また、弁体の形状を、従来の基底部、脚部
を有するような複雑な形状でなく、単純なコンタード形
の形状としたため、旋盤等を用いた連続切削を容易に行
うことが可能となり、製造コストの低減が可能となると
ともに、単純形状のため表面硬化処理を容易に行うこと
が可能となる効果がある。さらに、プラグガイド１６を
プラグ１５の上下中間位置に設けたため、容易に流体に
より発生する振動の防止を図ることができる効果があ
る。さらに、ステー１７に、流体の流れにおける乱流の
発生を防止する整流効果を持たせることができ、これに
より弁容量を大きく保つことができる効果がある。

【００２７】なお、弁体を上記のプラグ１５のようなコ
ンタード形の形状の弁体とせず、従来例に示したような
弁体における接続部１３にプラグガイド１６を適用する
ことも可能であり、この場合にも、容易に流体により発
生する振動の防止を図ることができることはいうまでも
ない。

【００２８】また、上記に示したプラグガイド１６のス
テー１７の構成は、上記以外の他の構成で代用すること
も可能であり、ステー１７の取り付け方などは前述した
ように種々変更可能であることはいうまでもない。

【００２９】また、上記においては分割形三方弁として
動作等の説明を行ったが、差圧が極めて小さい場合など
には、上記の三方弁を流体の混合用に用いることも可能
であることはいうまでもない。

【００３０】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、流入路から流入した流体の第１流出路への流れを
上側シートリングとの間隔により調節する上側プラグ部
と、流入路から流入した流体の第２流出路への流れを下
側シートリングとの間隔により調節する下側プラグ部
と、上側プラグ部と下側プラグ部とを連結する中間部と
を有した弁体の中間部を、プラグガイドによりガイディ
ングするように構成したので、弁体のガイディングを従
来のように弁体の流量特性部において行う必要がなくな
るため、流量特性部におけるガイド面積の確保を不要と
してプラグの設計の幅を広げることが可能となり、任意
の流量特性を持たせた設計を行うことが可能となる効果
がある。

【００３１】また、従来のような基底部、脚部を有する
ような複雑な形状でなく単純な形状の弁体を用いること
が可能となり、弁体の表面硬化処理を容易に行うことが
可能となる効果がある。

【００３２】さらに、プラグガイドがプラグの上下中間
位置にある構成のため、容易に流体による振動の発生を
防止することができる効果がある。

【００３３】請求項２記載の発明によれば、弁体として
コンタード形の弁体を用いるように構成したので、任意
の流量特性を持たせた弁体を、旋盤等を用いた連続切削
により容易に加工することが可能となり、製造コストの
低減および表面硬化処理の容易化を図ることが可能とな
る効果がある。

【００３４】請求項３記載の発明によれば、プラグガイ
ドを支持固定するステーを、流体を整流可能な形状に形
成するように構成したので、ステーにより流体の流れに
おける乱流の発生を防止することができ、これにより弁
容量を大きく保つことができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１による三方弁を示す断
面図であり、プラグが上限位置に配置された状態を示し
ている。

【図２】この発明の実施の形態１による三方弁のプラグ
ガイドおよびステーの構成を示す図１におけるＡ−Ａ断
面図である。

【図３】この発明の実施の形態１による三方弁を示す断
面図であり、プラグが下限位置に配置された状態を示し
ている。

【図４】この発明の実施の形態１による三方弁を示す断
面図であり、プラグが中間位置に配置された状態を示し
ている。

【図５】従来の分割形三方弁を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 弁箱 ４ 流入路 ５ 第１流出路 ６ 第２流出路 １１ 弁軸 １５ プラグ（弁体） １５ａ 上側プラグ部 １５ｂ 下側プラグ部 １５ｃ 中間部 １６ プラグガイド １８ 上側シートリング １９ 下側シートリング

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁箱内に設けられ、流体が流入する流入路
   と、 前記弁箱内に設けられ、流体が流出する第１流出路と、 前記弁箱内に設けられ、流体が流出する第２流出路と、 前記流入路から流入した流体の前記第１流出路への流れ
   を上側シートリングとの間隔により調節する上側プラグ
   部と、前記流入路から流入した流体の前記第２流出路へ
   の流れを下側シートリングとの間隔により調節する下側
   プラグ部と、前記上側プラグ部と前記下側プラグ部とを
   連結する中間部とを有し、弁軸を介して弁操作器により
   駆動される弁体と、 前記弁体の前記中間部をガイディングするプラグガイド
   とを備えた三方弁。
2. 【請求項２】弁体として、コンタード形の弁体を用いた
   ことを特徴とする請求項１記載の三方弁。
3. 【請求項３】プラグガイドを支持固定するステーを、流
   体を整流可能な形状に形成したことを特徴とする請求項
   １または請求項２記載の三方弁。