TWI680248B - 切換閥 - Google Patents

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TWI680248B
TWI680248B TW105112408A TW105112408A TWI680248B TW I680248 B TWI680248 B TW I680248B TW 105112408 A TW105112408 A TW 105112408A TW 105112408 A TW105112408 A TW 105112408A TW I680248 B TWI680248 B TW I680248B
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土居義忠
Yoshitada Doi
鈴木貴光
Takamitsu Suzuki
馬里歐 海特曼
Mario Heitmann
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日商Ｓｍｃ股份有限公司
Smc Corporation
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Abstract

本發明之切換閥(10)，係轉子(16)以可自由旋轉的方式設置於主體(12)的內部，且蓋構件(18)以面對該轉子(16)的台部(66)的方式相對於主體(12)而設置。該台部(66)之上表面與蓋構件(18)之間設有預定間隔的間隙(S)，並且該台部(66)設置有朝向前述蓋構件(18)側被彈壓的閥體(82)。當轉子(16)旋轉時，轉子(16)不會與蓋構件(18)的底面接觸滑動，而且，前述閥體(82)座落並閉塞設置於前述蓋構件(18)並導出液體之導出通口(98)以外之其他導出通口(98)，藉此，來自導入通口(96)的液體不會漏出。

Description

切換閥
本發明係有關在驅動部的驅動作用下使旋轉體旋轉而可切換複數個通口(port)之連通狀態的切換閥。
以往，已知有可切換複數個流路的切換閥，該切換閥例如日本特開2001-141093號公報(專利文獻1)及日本特開2014-114865號公報(專利文獻2)所揭示，閥體以可自由旋轉的方式設置於閥箱(valve case)的內部，其端部滑接於圓盤狀的閥座。該閥座之複數個切換通口係開口，而於閥體的下部形成有連通2個切換通口的連通孔。如此一來，在驅動部的驅動作用下使閥體旋轉的狀態下，連通孔成為在面對2個切換通口的位置，從一方的切換通口導入的流體會通過連通孔而往其他的切換通口流通。
然而，上述專利文獻1所揭示之切換閥因閥體的端部與閥座滑接的關係，而會有在其之間塗上黃油(grease)等潤滑油的情形，但是，存在有例如在將該切換閥使用於用以切換液體的供給狀態時，流入閥箱內的液體會接觸到潤滑劑而被污染的問題。
再者，專利文獻2所揭示之切換閥也同樣，由於係建構成：在閥體旋轉動作時，其端面會相對於閥座面接觸滑動，因此例如在對閥體之端面及閥座面都要求面精度，而為了滿足該面精度，就要進行加工等而導致製造成本的增加，並且伴隨著接觸，閥體的溫度會上升膨脹的情形下，與閥座面的接觸阻力會增加，而會產生異音及造成磨耗而導致耐久性的降低，甚至是兩者之間的密封性降低而造成流體的漏出。
本發明之一般的目的在於：提供一種可謀求能夠確保密封性且提升耐久性，並且可謀求製造成本的減少且防止液體之污染的切換閥。
為了達成上述目的，本發明之切換閥，具備：主體，係具有供導入液體之導入通口、及供導出液體之複數個導出通口；及旋轉體，係以可自由旋轉的方式設置在主體的內部；且該切換閥係在驅動部的驅動作用下使旋轉體旋轉，藉此，透過形成在旋轉體之端部的連通路而使複數個導出通口之其中任一者與導入通口連通，並切換對導出通口之液體的供給狀態；該切換閥之旋轉體的端部係以面對已開口有導入通口及導出通口之主體的內壁面的方式設置，於端部設置有閥體，該閥體係用以閉塞成為導出液體之導出通口以外之其他導出通口，並且端部與內壁面之間設置有沿著旋轉體之軸方向的間隙。
依據本發明，旋轉體係以可自由旋轉的方式設置在構成切換閥之主體的內部，在面對已開口有導入 通口及導出通口之主體之內壁面之旋轉體的端部，設置有閥體，該閥體係用以閉塞成為透過連通路而導出液體之導出通口以外之其他導出通口，並且旋轉體的端部與主體的內壁面之間設置有延著軸方向的間隙。
因此，在驅動部的驅動作用下使旋轉體旋轉，使已供給至導入通口之液體透過連通路而朝複數個導出通口之中所希望的導出通口流通時，藉由閥體來閉塞其他的導出通口，可使液體不會從所希望的導出通口以外漏出，而能確實地確保密封性。再者，由於旋轉體旋轉之際，端部不會接觸到主體的內壁面，因此旋轉體與主體不會接觸滑動而不須要塗佈黃油等潤滑劑，所以流入間隙之液體不會被污染。進而，能防止因接觸而產生的異音及磨耗而能夠謀求耐久性的提升。再而，由於不須要求旋轉體之端部及主體之內壁面的面精度，因此不須要用以確保面精度的加工等，與以往的切換閥比較，本發明的切換閥能夠謀求製造成本的減少。
上述之目的、特徵及優點係可依據參照所附圖式所說明之以下的實施形態的說明而容易地被瞭解。
10、150、200、230‧‧‧切換閥
12、162‧‧‧主體
14‧‧‧驅動部
16、156、208‧‧‧轉子
18、170、202‧‧‧蓋構件
20‧‧‧基座部
22‧‧‧本體部
24、164‧‧‧收納部
26‧‧‧空間部
28‧‧‧安裝部
30‧‧‧第1轉子收納孔
32‧‧‧軸孔
34‧‧‧爪部
36‧‧‧驅動源保持部
38‧‧‧收納箱
40‧‧‧凹部
42‧‧‧排洩通口
44‧‧‧第2轉子收納孔
46‧‧‧蓋收納孔
48‧‧‧定位溝
50‧‧‧密封環
52‧‧‧旋轉驅動源
54‧‧‧驅動軸
56‧‧‧蝸輪
58‧‧‧保持器
60‧‧‧驅動齒輪
62‧‧‧控制基板
64‧‧‧軸部
66、158、210‧‧‧台部
68‧‧‧從動齒輪
70‧‧‧墊圈
72‧‧‧潤滑劑
74‧‧‧檢測體
76‧‧‧感測器
78‧‧‧連通溝
80‧‧‧導引球
82、154、206、232‧‧‧閥體
84‧‧‧導引部
86‧‧‧導引溝
88‧‧‧第1球溝
90‧‧‧第2球溝
92、196‧‧‧彈簧
94‧‧‧板部
96‧‧‧導入通口
96a‧‧‧管路
98、204‧‧‧導出通口
98a‧‧‧管路
100‧‧‧定位部
101‧‧‧閥座部
102‧‧‧第1通口
104‧‧‧第2通口
152‧‧‧提動閥
160‧‧‧突起部
164‧‧‧收納部
166‧‧‧第1保持板
168‧‧‧第2保持板
174‧‧‧導引球
180‧‧‧第1閥孔
182‧‧‧第2閥孔
184‧‧‧連通室
186‧‧‧連通孔(連通路)
188‧‧‧本體部
190‧‧‧隔膜部
192‧‧‧銷部
194、222‧‧‧閥部
196‧‧‧彈簧
198‧‧‧閥座
212‧‧‧筒部
214‧‧‧連通路
216‧‧‧閥體收納部
218‧‧‧插入部
220‧‧‧連通通口
224‧‧‧裙部
226‧‧‧環體
S‧‧‧間隙
第1圖係顯示本發明之第1實施形態之切換閥的外觀立體圖。
第2圖係第1圖所示之切換閥的分解立體圖。
第3圖係第1圖所示之切換閥的平面圖。
第4圖係沿著第3圖之IV-IV線剖開後的剖面圖。
第5圖係沿著第3圖之V-V線剖開後的剖面圖。
第6圖係顯示從第3圖之切換閥拆下蓋構件後的狀態之省略一部分的平面圖。
第7圖係顯示本發明之第2實施形態之切換閥的外觀立體圖。
第8圖係第7圖所示之切換閥的分解立體圖。
第9圖係第7圖所示之切換閥的平面圖。
第10圖係沿著第9圖之X-X線剖開後的剖面圖。
第11圖係沿著第9圖之XI-XI線剖開後的剖面圖。
第12圖係顯示第10圖之導出通口附近的放大剖面圖。
第13圖係顯示本發明之第3實施形態之切換閥的外觀立體圖。
第14圖係第13圖所示之切換閥的分解立體圖。
第15圖係第13圖所示之切換閥的平面圖。
第16圖係沿著第15圖之XVI-XVI線剖開後的剖面圖。
第17圖係沿著第15圖之XVII-XVII線剖開後的剖面圖。
第18A圖顯示第16圖之閥體附近之放大剖面圖，第18B圖顯示第18A圖之閥體呈開閥狀態時的放大剖面圖。
第19圖係使用了變形例之閥體之切換閥的放大剖面圖。
如第1圖至第6圖所示，本第1實施形態之切換閥10包含：主體12、設置在該主體12之側部的驅動部14、以可自由旋轉的方式設置在前述主體12之內部的轉子(旋轉體)16、及面對前述轉子16的上面而用以閉塞前述主體12之開口部的蓋構件(主體)18。
主體12例如係由樹脂製材料所構成，並由基座部20、形成在該基座部20之上部的本體部22、及形成在該本體部22之上部且朝直徑方向外側擴徑而成之中空狀的收納部24所構成。此外，收納部24係朝向從基座部20分離的方向(箭頭A1方向)開口。
該基座部20例如形成剖面矩形形狀，朝其一側部開口且朝水平方向(箭頭B1、B2方向)形成有延伸至內部的空間部26。如此一來，如第2圖及第4圖所示，空間部26可收納驅動部14之一部分及將於後述的控制基板62。
另一方面，如第1圖至第3圖所示，基座部20的外側形成有用以固定切換閥10的安裝部28，並藉由未以圖式顯示的螺栓而固定於其他的構件等。
於本體部22形成有於其中央且朝垂直方向(箭頭A1、A2方向)貫通並可收納轉子16之一部分的第1轉子收納孔(收納孔)30，其上部與收納部24連通，下部則不與空間部26貫通而係具有底部。再者，如第2圖及第5圖所示，於本體部22形成有朝一側部開口且朝水平方向(箭頭B2方向)延伸的軸孔32，該軸孔32收納將於後述之 驅動部14的驅動軸54及蝸輪(worm gear)56。該軸孔32係以與空間部26大致平行的方式形成，並且以與第1轉子收納孔30大致正交的方式延伸，而且，相對於該第1轉子收納孔30的中心偏移預定距離。
換言之，軸孔32的一部分係貫通第1轉子收納孔30之側方，而該軸孔32與前述第1轉子收納孔30連通。
又，如第2圖所示，於本體部22之一側部形成與基座部20之一側部成為大致同一平面的平面狀，複數個爪部34突出於其外緣部附近，並且用以保持將於後述之驅動部14之驅動源保持部36從軸孔32的周緣部突出。
再者，以覆蓋基座部20及本體部22之一側部的方式設置有箱狀的收納箱38，該收納箱38的內部可收納將於後述之驅動部14的旋轉驅動源52，並且可閉塞空間部26及軸孔32的開口部位。該收納箱38係相對於主體12以突出於側方(箭頭B1方向)的方式被裝設，從本體部22及基座部20之一側部突出的複數個爪部34與形成在前述收納箱38之內壁面之凹部40(參照第4圖及第5圖)卡合的狀態被固定。即，收納箱38係相對於主體12以可自由裝卸的方式設置。
另一方面，如第4圖所示，與本體部22之一側部呈相反側的另一側部形成有朝向與該本體部22分離之方向(箭頭B2方向)突出且內部具有通路的排洩通口(drain port)42，該排洩通口42係朝大致水平方向(箭頭B1、 B2方向)延伸，其通路係與第1轉子收納孔30的底部連通。
如第1圖至第6圖所示，收納部24係例如形成圓筒狀，其內部具有：可收納轉子16之一部分的第2轉子收納孔44、及自該第2轉子收納孔44擴徑後的蓋收納孔46該第2轉子收納孔44剖面為圓形狀且與第1轉子收納孔30連通，並且形成在同一軸上。
蓋收納孔46係大致圓形狀並形成在第2轉子收納孔44的上部，如第3圖及第6圖所示，其外周部位形成有朝向直徑方向外側突出成剖面為三角形狀的定位溝48。再者，如第4圖及第6圖所示，密封環50藉著環狀溝而裝設在蓋收納孔46的底部，於收納蓋構件18的情形下抵接。
如第2圖及第5圖所示，驅動部14係由例如被收納在與主體12的側部連結的收納箱38內，且依據從圖式未顯示之控制器來的控制信號而驅動的旋轉驅動源52、及設置在該旋轉驅動源52的驅動軸54的蝸輪56所構成。
該旋轉驅動源52係例如由DC馬達所構成，且與被收納在空間部26內之控制基板62電性連接，並且以藉由驅動源保持部36而被保持在主體12之側部的狀態被收納於收納箱38的內部，該驅動軸54朝水平方向(箭頭B2方向)延伸，並與裝設在其前端之蝸輪56一起插入主體12的軸孔32。
再者，旋轉驅動源52的端部係藉由裝設在 軸孔32之開口部位的保持器(holder)58而被保持。
此外，上述旋轉驅動源52不限為DC馬達，也可為步進馬達(stepping motor)或其他的馬達。
蝸輪56係沿著軸方向(箭頭B1、B2方向)而形成具有預定長度軸狀，以其前端對著主體12的孔部插入的狀態被支撐成可自由旋轉，並且於前端附近的外周面設置有具有螺旋狀的輪齒的驅動齒輪60，該驅動齒輪60於軸孔32中係設置在面對第1轉子收納孔30的部位。
從未以圖式顯示之控制器來的控制信號透過控制基板62而輸入驅動部14，藉此，旋轉驅動源52的驅動軸54會旋轉，而蝸輪56與該驅動軸54一起在軸孔32的內部旋轉。
轉子16例如形成剖面為大致T字形狀，具有：可插通主體12之第1轉子收納孔30的軸部64、及形成在該軸部64的上部且朝直徑方向外側擴徑而可收納至第2轉子收納孔44的台部(端部)66，前述軸部64在插通第1轉子收納孔30的狀態下被支撐成可自由旋轉。
該軸部64的外周面且沿著該周面形成有從動齒輪68(參照第4圖)，從軸孔32之貫通部位露出的蝸輪56的驅動齒輪60(參照第5圖)咬合於該從動齒輪68。亦即，從動齒輪68於第1轉子收納孔30係設置在面對軸孔32的位置。藉此構成，驅動部14的旋轉驅動力在蝸輪56的驅動齒輪60與從動齒輪68的咬合作用下會往轉子16傳達，而該轉子16會在第1及第2轉子收納孔30、44的內 部旋轉。
再者，如第4圖及第5圖所示，軸部64的外周面且在從動齒輪68與台部66之間的位置藉著環狀溝而形成有墊圈(密封構件)70，並且於與該墊圈70相隣接的一對環狀溝分別充填有黃油等潤滑劑72。如此一來，軸部64在第1轉子收納孔30內旋轉時，藉著墊圈70而防止通過轉子16與主體12之間的液體的流通，並且藉著潤滑劑72而減少前述軸部64之滑動阻力並防止磨耗等。
另一方面，如第4圖所示，軸部64之下端部中央例如設置有磁鐵等的檢測體74，而檢測感測器76以面對該檢測體74的方式設置於控制基板62。該檢測感測器76例如係可檢測出檢測體74之磁性的磁性感測器，以轉子16旋轉時檢測前述檢測體74之磁性的方式可來確認旋轉角度。此外，該轉子16的旋轉角度並非限定於使用磁鐵的磁性檢測方式來進行檢測的情形者，也可建構成利用其他的檢測方式來檢測。
台部66係形成具有預定厚度的圓盤狀，如第2圖所示，其上面形成有自中心朝向直徑方向外側延伸的連通溝(連通路)78，並且於從前述中心起成為直徑方向外側的位置且在圓周上形成有複數個導引球(導引體)80，比該導引球80更成為直徑方向外周的圓周上形成有複數個閥體82(參照第6圖)。
該連通溝78相對於台部66的上面凹陷預定深度，並沿著直徑方向形成一直線狀。再者，剖面圓弧狀 的導引部84以包圍成為該台部66之中心側之連通溝78之一端部的方式突出於台部66的上表面，並朝將於後述的蓋構件18的導引溝86插入。
導引球80例如由金屬製材料所形成的鋼球來構成，如第4圖及第6圖所示，係分別以可自由旋轉的方式插入在台部66的上表面形成預定深度之第1球溝88，其一部分從前述上表面突出預定高度。
閥體82係例如由金屬製材料所形成的鋼球來構成，如第4圖及第6圖所示，係分別插入形成在比第1球溝88更外周側的第2球溝90，於該第2球溝90之底部與前述閥體82之間分別介入安裝有彈簧(彈性構件)92。又，閥體82係以比將於後述之蓋構件18之導出通口98的管路98a還大的直徑來形成(參照第4圖及第5圖)。
彈簧92係例如由線圈彈簧所構成，且會使閥體82朝向與第2球溝90分離的方向(箭頭A1方向)，即朝向蓋構件18側賦予彈壓。換言之，彈簧92的彈力係沿著轉子16的軸方向(箭頭A1方向)賦予彈壓。
蓋構件18係例如被收納在主體12之收納部24的蓋收納孔46，且係由圓盤狀的板部94、設置在該板部94之中心的導入通口96、以及相對於該導入通口96而設置在直牴方向外側之位置的複數個(例如8條)導出通口98所構成。
如第4圖及第5圖所示，板部94係形成具有預定厚度的大致圓形狀，並以朝蓋收納孔46插入的方式 成為與收納部24之端面同一平面，且其底部(內壁面)面對轉子16之台部66的上表面，並且接觸複數個導引球80而形成有間隙S(參照第4圖及第5圖)的狀態來配置。
如上所述，在導引球80抵接於蓋構件18的底面的情形下，可避免轉子16與台部66及蓋構件18的底面直接接觸，而前述轉子16在與設置成可自由旋轉之導引球80的接觸作用下，會相對於蓋構件18滑順且穩定地旋轉。
繼而，如第3圖所示，板94具有自其外周面朝直徑方向外側突出的定位部100，將板部94朝蓋收納孔46插入時，係以定位部108朝定位溝48卡合的方式而限制蓋構件之相對於主體的旋轉。
再者，如第4圖所示，在板部94的底面且在相對於導入通口96成為直徑方向外側的位置形成有環狀的導引溝86，可插入轉子16的導引部84。藉此，轉子16在主體12的內部旋轉時，導引部84係以沿著導引溝86而旋轉的方式總是成為與前述蓋構件18的中心維持於同軸上的狀態。換言之，轉子16相對於蓋構件18總是以定位於直徑方向的狀態來旋轉。
如第1圖至第4圖所示，導入通口96係由相對於板部94呈直立的管體所構成，其內部的管路96a貫通至前述板部94的底面，並且自其前端側連接導入用配管(未以圖式顯示)。此外，該導入用配管係例如連接於未以圖式顯示的液體供給源。如此一來，在蓋構件18被朝主體 12裝設時，導入通口96係以面對轉子16之連通溝78之一端部的方式來配置(參照第3圖)。
導出通口98與導入通口同樣係由相對於板部94呈直立的管體所構成，如第3圖所示，係配置在以前述導入通口96為中心之預定直徑的圓周上，且各導出通口98係以沿著圓周上相互呈分離等間隔的方式設置。該導出通口98之形成在內部的管路98a貫通至前述板部94的底面，如第4圖及第5圖所示，於其底面之開口部位設置有閥體82會抵接的閥座部(seat)101，並且於導出通口98的外側自前端側連接有未以圖式顯示的導出用配管。
此外，該導出用配管分別與用以將從導入通口96來的液體選擇性地供給之各裝置或各部位等連接。
繼而，如第1圖至第3圖所示，導出通口98係由以與導入通口96大致相同的管徑所形成的2根第1通口102、以及形成比該第1通口102更小直徑的6根第2通口102所構成。該2根第1通口102係以其之間隔著導入通口96而成為一直線狀的方式配置，而第2通口104係以成為在一側的第1通口102與另一側的第1通口102之間的方式各設置3根。
此外，由以上所述的第1及第2通口102、104所構成的導出通口98的管徑，係依據藉著朝未以圖式顯示之導出用配管而連接的各裝置等導出的液體的流量而適切地設定者，例如，複數根導出通口98的管徑可全部相同，也可全部的導出通口98的管徑分別不同。再者，導出 通口98的根數亦同樣地適切地設定為依據需要的數量即可。
再者，導出通口98係以在與轉子16之閥體82相同直徑的圓周上，且沿著圓周方向呈相同間距(pitch)的方式來設置，在複數個導出通口98之中，1個導出通口98位於面對轉子16之連通溝78的位置的狀態，而其餘全部的導出通口98則以面對閥體82的方式來配置。亦即，如第3圖所示，8根導出通口98之中，1根藉由連通溝78而與導入通口96連通，其餘的7根導出通口98則面對著閥體82。
由於閥體82分別藉由彈簧92而被朝向蓋構件18側(箭頭A1方向)賦予勢能，所以閥體82會抵接並推壓導出通口98的閥座部101而成為經閉塞的閉塞狀態。
以上所述的蓋構件18係以板部94的底面面對轉子16的台部66，且導入通口96及導出通口98朝向與主體12分離的方向(箭頭A1方向)突出的狀態，被收納於主體12的蓋收納孔46，例如藉由熔接等而一體地固定，並且蓋收納孔46的密封環50抵接前述底面的狀態，能防止流通於前述蓋構件18與前述主體12之間的液體朝外部漏出，同時也防止塵埃等從外部進入前述主體12的內部。
此外，蓋構件18對主體12的固定方法並不限於上述的熔接方法，例如可建構成以使用黏著劑來黏接，而固定方法並不特別地限定。
本發明之第1實施形態之切換閥10基本上 係如以上所述的方式所構成者，以下說明其動作及作用功效。此外，如第3圖所示，說明轉子16之連通溝18朝箭頭B1、B2方向延伸，並將導出通口98的第1通口102與導入通口96透過該連通溝78而呈連通的狀態設為初始狀態，並且例如所供給的液體係洗淨車輛用窗等所使用的洗淨液，並切換其供給狀態的情形。
再者，此情形下，導入通口96藉由導入用配管(未以圖式顯示)而與儲存有洗淨液的槽連接，複數根導出通口98分別透過導出用配管(未以圖式顯示)而與用以朝前窗等各部位噴射洗淨液的各洗淨噴嘴連接著。
首先，在複數根導出通口98之中，選擇用以供給洗淨液(液體)的導出通口98，且根據此狀態所完成的控制信號從控制器透過控制基板62而朝驅動部14的旋轉驅動源52輸入。依據該控制信號使旋轉驅動源52驅動的狀態，驅動軸54及蝸輪56會朝預定方向旋轉預定量，在驅動齒輪60與從動齒輪68的咬合作用下，轉子16會在主體12的內部往順時針方向(第3圖中箭頭C方向)轉動預定角度。
如此一來，伴隨著轉子16的旋轉，伴隨著轉子的旋轉，複數個閥體82分別從所座落的各導出通口98的閥座部101脫離，並藉由板部94的底面以抵抗彈簧92的彈力而被朝下方(箭頭A2方向)推壓並移動。此外，此情形下，由於被供給至導入通口96的洗淨液未被加壓，所以，即使在該洗淨液充滿了轉子16與蓋構件18之間的 間隙的狀態下，閥體82也不會脫離而從處於開口狀態的各導出通口98被導出。
藉由轉子進一步的旋轉，連通溝78的其他端部會位於面對所希望的導出通口98的位置，而以藉由檢測感測器76來檢測轉子16的檢測體74的方式可確認是否位於與導入通口96連通的位置(參照第3圖中，二點鏈線形狀)，而停止從未以圖式顯示的控制器朝驅動部14輸出控制信號。藉此，藉由連通溝78而使導入通口96與新的導出通口98藉著連通溝78連通的狀態下，轉子16的旋轉會停止。
繼而同時地，閥體82分別位於與初始狀態不同的其他導出通口98面對的位置，並藉由彈簧92的彈力而被朝閥座部101推壓，藉此，前述導出通口98的管路98a分別被閉塞。
承上所述，導出洗淨液之導出通口98以外的其他導出通口98成為被閉塞的閉閥狀態(非連通狀態)。
如此在已被切換導出通口98的狀態下，從未以圖式顯示的槽藉由導入用配管而將被加壓狀態的洗淨液供給至導入通口96，並經由透過連通溝78而被切換的新的導出通口98，且藉由導出用配管而供給至所希望的洗淨噴嘴。藉此，洗淨液藉由與切換閥10之初始狀態不同的其他導出通口98而供給至洗淨噴嘴後，對車輛之所希望的部位噴射以進行洗淨。
再者，就上述的導出通口98以外所剩餘的 導出通口而言，由於分別地，因在彈簧92的彈力作用下，閥體82抵接並推壓著閥座部101，所以存在於轉子16與蓋構件18之間的間隙S的洗淨液不會漏出。
此外，轉子16並不被限定如上述以順時針(第3圖中的箭頭C方向)旋轉的情形，例如，也可對應所切換之導出通口98的位置而控制對驅動部14的控制信號，藉此，使該驅動部14的旋轉方向改變而朝順時針、反時針之其中任一方向旋轉。
此外，即使流入轉子16之台部66與蓋構件18之間的液體一旦通過設置在前述轉子16之軸部64的墊圈70而侵入第1轉子收納孔30的底部，也因能夠透過與前述底部連通的排洩通口42而朝外部排出，所以可確實地防止前述液體朝設置在比前述第1轉子收納孔30更為下部的驅動部14或控制基板62側侵入。
再者，也可藉由流入轉子16與蓋構件18之間的間隙S的液體的壓力使閥體82被朝前述閥座部101側推壓並座落，以取代設置將閥體82朝導出通口98的閥座部101賦予彈壓的彈簧92。藉由如此的構成，由於能夠不須要彈簧92，所以能夠謀求零件數量的刪減。
再者，閥體82並不限定於如上所述之由金屬製材料所形成的情形，而係也可建構成由例如橡膠等彈性材料、樹脂製材料，或橡膠作為襯料而得的鋼球。如此一來，藉著使用由彈性材料等所構成的閥體，例如在處理黏度低而易洩漏的液體時，能夠更加地提高使導出通口98 座落時的密封性。
再者，閥體82並不限定係由球體所形成的情形，例如只要是僅用以閉塞導出通口98之閥座部101的部位形成球狀即可，而不特別限定形狀。
又，以將橡膠等彈性體作為導出通口98之閥座部101的襯料，藉此，能夠更進一步提升閥體82抵接時的密封性而甚具功效。
繼而，要減少導出通口98的數量時，能夠僅以交換不同且新的蓋構件18即可對應該導出通口98的數量，因此，不必須更換整個切換閥而能夠抑制設備投資。
如以上所述，第1實施形態係在以可自由旋轉的方式設置在構成切換閥10之主體12之內部的轉子16、與在受以閉塞該主體12之收納部24之蓋構件18的底面之間設置有預定間隔的間隙S，並於前述轉子16之台部66設置有用以抵接前述蓋構件18的導引球80，藉此，由於前述轉子16旋轉時不會相對於前述蓋構件18直接接觸滑動，所以不須如以往的切換閥那般於前述轉子16及前述蓋構件18塗佈黃油等潤滑劑。
上述結果，即使從導入通口96導入的液體流入蓋構件18與轉子16之間的情形下也不會接觸到潤滑油，因此，可防止因潤滑劑造成的前述液體的污染，且液體能夠以保持從前述導入通口96導入的狀態而從導出通口98往各部位供給。
繼而，由於避免轉子16相對於蓋構件18 的滑動，藉此能夠防止產生異音及摩耗，而且，在異物等混進液體中的情形下，可避免因該異物被前述蓋構件18與前述轉子夾著並拖拉而造成構件的損傷。其結果，可使轉子16及蓋構件18的耐久性提升，且伴隨於此，可謀求切換閥10之耐久性的提升。此外，間隙S係設定成比混入液體內之假設的異物還大的值。
再者，於轉子16之台部66的端面，設置有面對並閉塞其他的導出通口98之複數個閥體82，而該其他的導出通口98係除了面對連通溝78並導出液體的導出通口98以外的導出通口98，並且設置用以將前述閥體82往前述導出通口98側賦予彈壓的彈簧92，而在前述彈簧92的彈力作用下，藉著前述閥體82來閉塞前述其他的導出通口98，藉此，可確實地防止液體從導出液體之導出通口98以外漏出的情形。繼而，與使閥體抵接於閥座面而進行密封之以往的切換閥相比較，由於本實施形態之切換閥不會因摩耗等而造成密封性降低，故能獲得具有經過長時間呈穩定的密封性，其結果能夠謀求前述密封性的提升。
又，由於係設成在轉子16的台部66與蓋構件18之間設有間隙S的構造，因此與閥體和閥座面相互接觸之以往的切換閥相比較，由於各別都不須確保高的面精度，所以不須要用以提高面精度的加工等，而念夠謀求減低製造成本及縮短製造時間。
再者，由於不會使轉子16相對於蓋構件18來接觸滑動，而能夠藉由複數個導引球80使轉子16滑順 地旋轉，所以在使前述轉子16旋轉時不須要較大的驅動力，而與以往的切換閥相比較，本實施形態之切換閥能夠謀求驅動部14的小型化，並且能夠謀求省電力化。
再者，設置於轉子16的導引球80並不限定如上所述設置在台部66的上表面的情形，而例如也可使導引球80設置於前述台部66的下表面以與第2轉子收納孔44的底部接觸，也可設置於軸部64的下端部而使其與第1轉子收納孔30的底部接觸。亦即，只要是與主體12接觸的方式而於轉子16設置有導引球，則不特別地限定其部位。
其次，於第7圖至第12圖顯示第2實施形態之切換閥150。此外，關於與上述第1實施形態之切換閥10相同的構成要件則係賦予相同的參照符號而省略其詳細的說明。
本第2實施形態之切換閥150，與第1實施形態之切換閥10的不同點在於：具備由複數個提動閥(poppet valve)152所構成的閥體154，以取代由球體所構成的閥體82，且藉著設置在轉子(旋轉體)156之台部158的突起部160而選擇性地推壓前述提動閥152，藉此，使其進行開啟動作。
該切換閥150如第7圖至第12圖所示，其主體162的收納部164收納有轉子156、第1及第2保持板166、168、以及蓋構件(主體)170，前述第1及第2保持板166、168、以及蓋構件170係以相對於收納孔172以被限 制旋轉的狀態被固定。
於該轉子156的台部158，且係於其外緣部附近以朝向上方(箭頭A1方向)突出的方式設置有複數個導引球(導引體)174，並且在比前述外緣部更位於預定半徑範圍內側的位置設置有突起部160。導引球174係例如以沿著轉子156的圓周方向以等間隔相互分離的方式設置有3個。突起部160係例如以大致一半埋入台部158的球體所構成，且位於相鄰的2個導引球174之間的方式所設置。
轉子156之台部158與第1保持板166的底面之間設置有預定間隔的間隙S(參照第10圖)，並且導引球174底接於前述底面。
第1保持板166係例如以覆蓋形成為圓盤狀的轉子156的台部158的方式設置於上方(箭頭A1方向)，而轉子156的凸部178插入已形成在其中央的凹部176。
另一方面，於以凹部176為中心之台部158的直徑方向外側設置有可收納提動閥152之一部分的第1閥孔180。該第1閥孔180係設置於以凹部176為中心的預定直徑上，並且以沿著圓周方向以等間隔相互分離的方式設置有複數個。再者，第1閥孔180係以於轉子156旋轉時面對突起部160的方式所形成。此外，第1閥孔180也可不是沿著圓周方向呈等間隔。
第2保持板168係以位於第1保持板166之上方(箭頭A1方向)的方式來設置，並具有面對第1保持板166之第1閥孔180的複數個第2閥孔182，且前述第2閥 孔182係沿著前述第2保持板168的厚度方向(箭頭A1、A2方向)貫通著。第2閥孔182係以在第1保持板166側(箭頭A2方向)形成最大徑度，而朝向與第2保持板168分離的方向(箭頭A1方向)漸漸地縮徑的方式來形成，並且以固定徑度朝向蓋構件170側(箭頭A1方向)延伸而呈開口。
繼而，於第2保持板168的上表面形成有大致中央部凹陷的連通室(連通路)184，前述連通路184與設置在蓋構件170的導入通口96連通，並且分別與第2閥孔182連通。
再者，於第2保持板168形成有形成於以比連通室184更靠直徑方向外側且面對蓋構件170之導出通口98的方式所形成的複數個連通孔(連通路)186，前述連通孔186係朝向蓋構件170而直線狀地形成，並且以朝向直徑方向內側而彎折的方式延伸，並與第2閥孔182連通著。亦即，連通孔186係以與第2閥孔182及導出通口98相同數目的方式來設置。
如第10圖及第12圖所示，提動閥152係由可收納於第1閥孔180的本體部188、相對於該本體部188而向直徑方向外側擴徑並用以閉塞第2閥孔182之端部的隔膜(diaphragm)部190、以及自前述隔膜部190的中心朝軸方向(箭頭A1方向)延伸並插通閥孔182的銷部(pin)192所構成，前述銷部192的端部設置有由彈性材料所形成的閥部194。
再者，提動閥152與本體部188與銷部192 以形成一直線狀，隔膜部190的外緣部係被夾持在第1保持板166與第2保持板168之間(參照第12圖)。
繼而，提動閥152被介設於本體部188之端部與第1閥孔180之端部之間的彈簧196朝第1保持板166側(箭頭A2方向)賦予勢能，藉由該閥部194朝形成在第2閥孔182之端部的閥座198座落而成為遮斷了第2閥孔182與連通室184之連通的閉閥狀態。
再者，提動閥152的本體部188之端孔自第1閥孔180朝下方(箭頭A2方向)突出預定長度，如第12圖所示，在轉子156的旋轉作用下，使突起部160位於面對前述提動閥152的位置，藉此被往上方(箭頭A1方向)推壓，並藉由閥部194自閥座198分離而成為連通室184與第2閥孔182連通的開閥狀態。
接著，說明上述第2實施形態之切換閥150的動作。
首先，旋轉驅動源52依據從未以圖式顯示之控制器來的控制信號而旋轉，轉子156在主體162的內部旋轉預定角度的狀態而停止，藉此，如第10圖及第12圖所示，突起部160與複數個提動閥152之中的1個提動閥相對向，並抵抗彈簧196的彈力而將前述提動閥152往上方(箭頭A1方向)推壓。
如此一來，提動閥152藉由本體部188及銷部192朝上方移動而閥部194與閥座198分離，而成為連通室184與第2閥孔182連通的開閥狀態。此時，其餘的 提動閥152在彈簧196的彈力作用下，閥部194抵接第2閥孔182的閥座198而閉塞前述第2閥孔182，因此成為與連通室184的連通狀態被遮斷的閉閥狀態。
如上所述，以提動閥152移動的狀態，透過連通室184、第2閥孔182及連通孔186而使1根導出通口98與導入通口96連通，從未以圖式顯示之儲槽(tank)透過導入用配管加壓洗淨液的狀態而供給至導入通口96，藉此，透過連通室184、開放的第2閥孔182及連通孔186而從導出通口98將前述洗淨液供給至所希望的洗淨噴嘴。
繼而，侵入主體162之收納部164之內部的洗淨液透過與前述收納部164之底部連通的排洩通口199而朝外部排出。
如以上所述，第2實施形態係於構成切換閥150之轉子156的台部158設置有用以抵接第1保持板166之底面的導引球174，藉此，當前述轉子156旋轉時，不會全面地接觸前述第1保持板166而接觸滑動，因此，不須要如以往的切換閥那般地對前述轉子156與前述第1保持板166的接觸面塗佈黃油等潤滑劑。
繼而，使轉子156旋轉時，由於相對於第1保持板166的滑動阻力較小，所以不須要較大的驅動力即能使之驅動，而能夠將旋轉驅動源52予以小型化，伴隨於此，能夠謀求切換閥150的小型化。
再者，由於減少轉子156相對於第1保持板166的滑動阻力，所以能夠防止前述轉子156旋轉時產生 異音及摩耗。其結果，可提升轉子156及第1保持板166的耐久性，伴隨於此，能夠謀求切換閥150的耐久性提升。
又，複數個提動閥152係以在彈簧196的彈力作用下，閥部194對閥座座落的方式而被賦予勢能，因此，可確實地防止液體從與導出液體之導出通口98連通的第2閥孔182以外漏出。
接著，於第13圖至第18圖顯示第2實施形態之切換閥200。此外，對於與上述的第1及第2實施形態之切換閥10、150相同的構成要素則賦予相同的參照符號，而省略其詳細的說明。
本第3實施形態之切換閥200與第1及第2實施形態之切換閥10、150有以下不同點：即，複數根導出通口204以朝向與導入通口96分離的方向分別傾斜的方式設置於蓋構件(主體)202，並且設置有用以切換洗淨液往前述導出通口204的流通狀態之環狀的閥體206。
如第13圖至第18圖所示，該切換閥200係於轉子(旋轉體)208之台部210的上表面具有：形成在中央部且朝向上方(箭頭A1方向)突出的筒部212、朝前述筒部212的中心開口並沿著軸方向延伸之後，朝直徑方向外側延伸的連通路214、以及以面對前述連通路214之直徑方向外側端部的方式所示的閥體收納部216。
該筒部212藉著環狀溝而於其外周面裝設有O型環，並插入已形成在蓋構件202之導入通口96之下部的插入部218。藉此，轉子208與蓋構件202被定位 成在同軸上，並且形成在前述筒部212內之連通路214與導入通口96連通。
連通路214形成例如剖面為L字形狀，其一端部係形成在筒部212的內部且開口，而朝向另一端部曲折成直角之後朝向直徑方向外側一直線狀地延伸。
閥體收納部216相對於台部210的上表面凹陷成剖面圓形狀(參照第14圖)，其內部形成有與連通路214連通的一對連通通口220，並且以成為前述連通通口220之上部的方式收納閥體206。閥體收納部216形成在轉子208旋轉之時與複數根導出通口204之其中任一個導出通口相對向的位置。亦即，閥體收納部216係形成在而對配置導出通口98之圓周上的位置。此外，閥體收納部216係以與被收納於內部之閥體206的剖面形狀對應的剖面形狀來形成。
連通通口220係以例如剖面圓弧狀且與導入通口96大致平行的方式貫穿於鉛直方向，並且以成為同一圓周上的方式來形成，與連通路214的端部連通。
閥體206例如係由橡膠等彈性材料所形成，且係由形成環狀的閥部222、以及自該閥部222往直徑方向外側延伸的裙部224所構成，前述裙部224的外緣部插入形成在閥體收納部216內的環狀溝，並且藉由被已插入閥體收納部216的環體226推壓而被保持。閥體206係以裙部224之外緣部為支點而設置成可自由撓曲，而閥部22係以覆蓋連通通口220之開口部的方式所設置。此 外，閥體206可如上述方式剖面為圓形狀，也可剖面為橢圓形狀。
再者，轉子208的台部210與蓋構件202之底面之間設有預定間隔的間隙S。
接著，說明上述第3實施形態之切換閥200的動作。
首先，旋轉驅動源52依據從未以圖式顯示之控制器來的控制信號而旋轉，轉子208在主體12的內部旋轉預定角度，且在連通路214之直徑方向外側端部位於面對所希望的導出通口204及閥體收納部216的位置的狀態下，使前述轉子208的旋轉停止(參照第18A圖)。
其次，從該第18A圖所示的狀態，自未以圖式顯示的槽透過導入用配管而被加壓的洗淨液被供給至導入通口96，而如第18B圖所示，通過剖面為L字形狀的連通路214朝直徑方向外側流動，而以流入一對連通通口220的方式使閥體206的閥部222因液壓而被朝上方(箭頭A1方向)推壓。
如上所述，閥體232的閥部222藉由裙部224而朝上方(箭頭A1方向)移動，而成為連通通口220開放的開閥狀態，藉此，洗淨液自前述連通通口220朝閥體收納部216流動後，通過閥體232的中央部而從導出通口96朝所希望的洗淨噴嘴供給。
此時，閥體232之閥部222的上部抵接蓋構件202的底面，而且藉由洗淨液的液壓而被往前述蓋構件 202側(箭頭A1方向)推壓，因此，前述閥體222與前述蓋構件202之間係被密封著，而不會有流通於連通路214的洗淨液漏出到外側。換言之，閥體232之閥部222不僅具有切換洗淨液之流通狀態的閥功能，且亦兼備防止前述洗淨液漏出至外部的功能。
繼而，侵入到主體12之第1轉子收納孔30之內部的洗淨液，係通過與前述第1轉子收納孔30之底部連通的排洩通口234而排出至外部。
如上所述，第3實施形態係建構成於構成轉子208的台部210的上表面設置有用以開閉一對連通通口220的閥體232，藉由通過連通路214所供給之洗淨液的液壓而使前述閥體232被推壓而開閥，並且在前述轉子208的上表面與蓋構件202的底面之間設有間隙S的構造，藉此，當前述轉子208旋轉時，不會相對於蓋構件202接觸滑動，因此能夠減少前述轉子208的旋轉阻力，而且，不須要如以往的切換閥那般地對前述轉子208及前述蓋構件202塗佈黃油等潤滑劑。
其結果，會使轉子208相對於蓋構件201的滑動阻力減少，藉此，可防止轉子208旋轉時產生異音或摩耗而能謀求耐久性的提升，並且即使在從導入通口96所導入的液體流入到蓋構件202與轉子208之上表面之間的情形也不會接觸到潤滑劑，因此可防止因潤滑劑所造成的前述液體的污染。
繼而，使轉子208旋轉時，由於相對於蓋構 件202的滑動阻力較小，所以不需要較大的驅動力即可使之驅動，能夠將旋轉驅動源52設成小型化，伴隨於此，能夠謀求切換閥200的小型化。
再者，在異物等混進液體中的情形下，可避免前述異物等因設於蓋構件202與轉子208之間的間隙S而被夾在前述蓋構件202與前述轉子208之間而造成構件的損傷。其結果，可使轉子208及蓋構件202的耐久性提升，且伴隨於此，可謀求切換閥200之耐久性的提升。
又，設置於轉子208的閥體232在洗淨液的供給作用下因液壓而被推壓成抵接著蓋構件202之底面的狀態，藉此，轉子208的上表面與蓋構件202的底面之間因閥體232而被確實地密封，所以，可確實防止液體從導出液體之導出通口204以外漏出。
繼而，閥體232並不限定為上述那般於未被供給洗淨液的狀態下以閉塞一對連通通口220的方式配置於轉子208側(箭頭A2方向)的構成者，而是也可例如第19圖所示之切換閥230之閥體232那般即使於未被供給洗淨液的狀態下，也配置於蓋構件202側(箭頭A1方向)的構成。
與上述第3實施形態之切換閥200作比較，由於本實施形態的構成係閥體232以預先接近蓋構件202的方式配置，所以例如即使在從連通路214朝閥體收納部216內供給的洗淨液的液壓較低的情況下，也能容易且確實地使前述閥體232往蓋構件202側(箭頭A1方向)移動，而能夠往前述蓋構件202側(箭頭A1方向)推壓而進行密 封。
換言之，即使在從洗淨液來的推壓力為低壓的情況下，也能夠藉由閥體232而確實地進行密封。
再者，由於前述閥體232之閥部222的下方形成為可自由移動的空間，因此即使在異物等混進洗淨液中的情況下也能夠往下方移動，而能避免前述異物等被夾在前述閥部222與蓋構件202之間而造成前述閥部222的損傷。
此外，本發明之切換閥不限於上述的實施形態，在不脫離本發明之主旨的原則下，當然可採取各種樣態的構成。

Claims (12)

  1. 一種切換閥(10、150、200、230)，具備：主體(12、18、162、170、202)，係具有供導入液體之導入通口(96)、及供導出該液體之複數個導出通口(98、204)；及旋轉體(16、156、208)，係以可自由旋轉的方式設置在前述主體(12、18、162、170、202)的內部；該切換閥係在驅動部(14)的驅動作用下使前述旋轉體(16、156、208)旋轉，藉此，透過形成在該旋轉體(12、156、208)之端部的連通路(78、184、186、214)而使複數個導出通口(98、204)之其中任一者與前述導入通口(96)連通，並切換對前述導出通口(98、204)之液體的供給狀態；前述旋轉體(16)的端部係以面對已開口有前述導入通口(96)及前述導出通口(98)之前述主體(18、170、202)的內壁面的方式設置，於前述端部設置有閥體(82、154、206、232)，該閥體係用以閉塞成為導出前述液體之前述導出通口(98、204)以外之其他導出通口(98、204)，並且前述端部與前述內壁面之間設置有沿著前述旋轉體(16、156、208)之軸方向的間隙；前述旋轉體(16、156、208)的前述端部係設置有導引體(80、174)，該導引體係用以抵接於所對向之前述主體(18、170、202)的內壁面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切換閥，其中，前述閥體(82)係藉由設置在前述旋轉體(16)之彈性構件(92)而被往前述導出通口(98)側賦予彈壓。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之切換閥，其中，前述旋轉體(16、208)相對於收納該旋轉體(16、208)之收納孔(30、172)係以可自由旋轉的方式被支撐，並於面對該收納孔(30、172)的外周面設置有密封構件(70)。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之切換閥，其中，前述閥體(82)係以比前述導出通口(98)之通路徑度還大的直徑所形成的球體。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之切換閥，其中，前述閥體(82)係設置有僅比前述導出通口(98)之數量少一個的數量。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之切換閥，其中，前述閥體(154)係以可於前述旋轉體(156)之軸方向自由移動的方式設置，且係藉由彈簧(196)而被往開閥方向賦予彈壓的提動閥(popet valve)(152)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之切換閥，其中，前述閥體(154)係藉由設置在前述旋轉體(156)之端面的突起部(160)而抵抗前述彈簧(196)的彈力，並被往前述主體(170)側推壓。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之切換閥，其中，前述閥體(206、232)係具有可撓性且外緣部被保持的隔膜閥(diaphram valve)。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之切換閥，其中，前述閥體(206)係在前述液體之供給作用下被推壓而呈開閥狀態，而抵接前述主體(202)的內壁面。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之切換閥，其中，前述閥體(206)係以可自由閉塞已連通於前述連通路(214)之連通通口(220)的方式設置。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之切換閥，其中，前述導出通口(98、204)係以沿著前述主體(18、170、202)之圓周方向以等間隔相互分離的方式設置，前述導入通口(96)係設置在成為前述主體(18、170、202)及前述導出通口(98、204)之中心的位置。
  12. 如申請專利範圍第3項所述之切換閥，其中，前述主體(12、162)設置有連通前述收納孔(30、172)之底部與外部的排洩通口(42、199、234)。
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