WO2018135102A1

WO2018135102A1 - 流路切換弁及びその組立方法

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Publication number: WO2018135102A1
Application number: PCT/JP2017/040417
Authority: WO
Inventors: 近藤　大介; 望月　健一; 山下　将司; 原　聖一; 貴佑樹松本
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-11-09
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2019-07-17
Also published as: JP2018115690A; JP6719775B2

Abstract

Ｏリングの潰し率（潰し代）等の寸法管理を容易に行い得るとともに、接合不良を可及的に抑えることのできる流路切換弁及びその組立方法を提供する。弁体２０の回転軸線Ｏ方向高さＨは、弁室１１の側部に開口せしめられた２つの流出口ｐ１１、ｐ１２に配置されたシート部材３１、３２同士の間隔Ｌ以下とされる。

Description

流路切換弁及びその組立方法

　本発明は、流路切換弁及びその組立方法に係り、例えばボール状の弁体（ボール弁体）を弁室内で回転摺動させることにより流路を切り換えるロータリー形の流路切換弁に関する。

　この種の従来の流路切換弁として、流入路と流出路とを有し弾性体からなる弁体（ボール弁体）と、該弁体が回転可能に収容される弁室と、該弁室に連通する入口流路及び複数の出口流路とを有する弁本体（弁ケース）とを備え、前記流入路が常時前記入口流路に連通し、前記弁体の回転動作によって、前記流出路が前記複数の出口流路のいずれかに択一的に連通するもの（ボールバルブ）が知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

　上記特許文献１に所載の従来の流路切換弁（ボールバルブ）では、弾性体からなる弁体が弁本体に押し付けられた状態で弁室に回転可能に収容されることにより、弁体の流入路が弁本体の下部に設けられた入口流路に常時連通するとともに、当該弁体の回転動作によって、弁体の流出路が弁本体の側部に設けられた複数の出口流路のいずれかに択一的に連通するようになっている。

　また、上記従来の流路切換弁に対して、弁室に収容された弁体と弁本体の側部に設けられた各流路との間のシール性を確保すべく、それらの間にテフロン（登録商標）製の円環状のシート部材を装着するとともに、シート部材と弁本体との間に、シート部材を弁体に押し付けるゴム製のＯリングを介装したものも既に知られている。

特開２０１０－２２３４１８号公報

　ところで、上記した如くの従来の流路切換弁では、前記弁本体を、一側部が開口した基体部材とホルダ部材との２部品構成（分割構成）とし、基体部材の内部に弁体等を設置した後、基体部材の側部開口にホルダ部材を超音波溶着等で接合することにより、前記弁体等を弁本体（の弁室）に組み付けている。

　そのため、上記従来の流路切換弁では、弁本体を構成する基体部材とホルダ部材との接合時（超音波溶着時）に、弾性体からなるＯリングの圧縮を伴うことになるので、次のような懸念があった。

　すなわち、例えば超音波溶着による溶けのばらつきが大きくなり、その溶着部の溶け込み量がＯリングの潰し率（潰し代）に大きく起因してしまい、Ｏリングの潰し率（潰し代）の設計ばらつきが大きくなるおそれがある。また、弾性体からなるＯリングの反発力からホルダ部材の基体部材に対する傾きが発生しやすく、寸法管理が難しくなる。また、例えば超音波溶着の溶け込み不良等の接合不良によって、液漏れが発生するおそれもある。

　本発明は、前記事情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、Ｏリングの潰し率（潰し代）等の寸法管理を容易に行い得るとともに、接合不良を可及的に抑えることのできる流路切換弁及びその組立方法を提供することにある。

　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、内部に弁室が形成されるとともに、該弁室に開口せしめられた複数の入出口が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転自在に配在され且つ内部に流路が形成された弁体と、前記弁体と前記入出口との間を封止すべく、前記弁体と前記入出口との間に配置されたシート部材と、前記シート部材を前記弁体に押し付けるべく、前記シート部材と前記弁本体との間に配置された弾性部材と、前記弁体を回転軸線周りで回転させる回転駆動部と、を備え、前記弁体を回転させることにより、前記複数の入出口の連通状態が前記弁体の前記流路を通じて選択的に切り換えるようにされた流路切換弁であって、前記複数の入出口は、少なくとも前記弁室の側部に開口せしめられた２つの側部入出口を含み、前記弁体の回転軸線方向高さは、前記２つの側部入出口に配置された前記シート部材同士の間隔以下とされていることを特徴としている。

　好ましい態様では、前記弁体の回転軸線方向高さは、前記弾性部材を所定圧で圧縮した状態での前記シート部材同士の間隔以下とされる。

　別の好ましい態様では、前記弁本体は、前記２つの側部入出口が設けられるとともに、回転軸線方向の一端に前記弁体の外形以上の開口が設けられた基体部材と、該基体部材の前記開口に連結固定されたホルダ部材との分割構成とされる。

　他の好ましい態様では、前記弁体の外周の少なくとも２箇所に、前記弁室内で前記弁体を所定方向に回転させて設置するための回転係合部が設けられる。

　更に好ましい態様では、前記弁体には、該弁体を回転軸線方向に貫通するとともに、前記回転駆動部の回転力を前記弁体に伝達する弁軸が相対回転不能に係合せしめられる縦貫通穴が設けられる。

　更に好ましい態様では、前記縦貫通穴は、前記弁軸を回転軸線方向に挿通可能とされる。

　更に好ましい態様では、前記弁体の外周から前記縦貫通穴に合流する横穴が形成される。

　更に好ましい態様では、前記弁体の外周から前記縦貫通穴に合流する横穴及び前記弁体を回転軸線に対して垂直に貫通するとともに前記縦貫通穴に交差して合流する横貫通穴の少なくとも一方が形成されるとともに、前記横穴及び前記横貫通穴の少なくとも一方に前記回転係合部が設けられる。

　更に好ましい態様では、前記弁軸は、前記縦貫通穴並びに前記弁本体に設けられた嵌挿穴に挿通されるとともに、前記嵌挿穴から突出する部分に、前記回転駆動部を構成する駆動ギアが固定される。

　更に好ましい態様では、前記弁軸の外周に、前記嵌挿穴周りに接当係止される段差部が設けられる。

　更に好ましい態様では、前記嵌挿穴に内鍔状掛止部が設けられるとともに、前記弁軸の外周に、前記内鍔状掛止部に接当係止される段差が設けられる。

　また、本発明に係る流路切換弁の組立方法は、内部に弁室が形成されるとともに、該弁室に開口せしめられた複数の入出口が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転自在に配在され且つ内部に流路が形成された弁体と、前記弁体と前記入出口との間を封止すべく、前記弁体と前記入出口との間に配置されたシート部材と、前記シート部材を前記弁体に押し付けるべく、前記シート部材と前記弁本体との間に配置された弾性部材と、前記弁体を回転軸線周りで回転させる回転駆動部と、を備え、前記弁体を回転させることにより、前記複数の入出口の連通状態が前記弁体の前記流路を通じて選択的に切り換えるようにされた流路切換弁の組立方法であって、少なくとも前記弁室の側部に開口せしめられた２つの側部入出口に前記弾性部材及び前記シート部材を配置するとともに、前記２つの側部入出口に配置された前記シート部材同士の間に前記弁体を前記回転軸線方向を横向きにした姿勢で配置するステップと、前記弁室における前記シート部材同士の間で前記弁体を少なくとも前記回転軸線に直交する２つの軸線周りで回転させ、前記弁体を前記回転軸線方向を縦向きにした姿勢で設置するステップと、前記回転駆動部の回転力を前記弁体に伝達する弁軸を前記弁体に連結するステップと、を含むことを特徴としている。

　好ましい態様では、前記弁軸を前記弁体に連結するステップにおいて、前記弁体を回転軸線方向に貫通する縦貫通穴に前記弁軸を通し、該縦貫通穴に前記弁軸を相対回転不能に係合せしめるとともに、前記弁本体に設けられた嵌挿穴に前記弁軸を挿通させ、前記弁軸における前記嵌挿穴から突出する部分に、前記回転駆動部を構成する駆動ギアを固定する。

　更に好ましい態様では、前記弁軸の外周に設けられた段差部が前記嵌挿穴周りに接当係止するまで、前記弁軸を前記縦貫通穴及び前記嵌挿穴に挿通させる。

　別の好ましい態様では、前記弁軸を前記弁体に連結するステップにおいて、前記弁本体に設けられた嵌挿穴に前記弁軸を挿通させるとともに、前記弁体を回転軸線方向に貫通する縦貫通穴に前記弁軸を通し、該縦貫通穴に前記弁軸を相対回転不能に係合せしめ、前記弁軸における前記嵌挿穴から突出する部分に、前記回転駆動部を構成する駆動ギアを固定する。

　更に好ましい態様では、前記弁軸の外周に設けられた段差が前記嵌挿穴に設けられた内鍔状掛止部に接当係止するまで、前記弁軸を前記嵌挿穴に挿通させる。

　本発明によれば、例えば、弁本体を基体部材とホルダ部材との２部品構成（分割構成）とした場合でも、前記弁本体を構成する基体部材とホルダ部材との接合時（超音波溶着時等）に前記弾性部材の圧縮を行う必要がないので、弾性部材の潰し率（潰し代）等の寸法管理が容易となるとともに、接合不良（例えば溶着溶け不良）が抑えられ、接合不良に起因する液漏れや接合部（溶着部）割れ等を効果的に阻止することが可能となる。

本発明に係る流路切換弁（三方弁）の一実施形態の全体構成を示す斜視図。図１に示される流路切換弁の部分縦断面斜視図。図２の弁体を示す斜視図。図２の弁体を示す部分切欠（平面視で中心角９０°部分が切欠）斜視図。図３Ａ、Ｂの弁体の六面図。図１に示される流路切換弁の組立手順（弁室内に弁体を設置する手順）を説明する図。図１に示される流路切換弁の組立手順（弁本体に弁軸を支持固定する手順）を説明する図。図１に示される流路切換弁の弁体の他例を示す斜視図。図１に示される流路切換弁の弁体の他例を示す部分切欠（平面視で中心角９０°部分が切欠）斜視図。図７Ａ、Ｂの弁体の六面図。図１に示される流路切換弁の他例の縦断面斜視図。

　以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

　なお、各図において、部材間に形成される隙間や部材間の離隔距離等は、発明の理解を容易にするため、また、作図上の便宜を図るため、誇張して描かれている場合がある。また、本明細書において、上下、左右、前後等の位置、方向を表わす記述は、図１及び図２の方向矢印表示を基準としており、実際の使用状態での位置、方向を指すものではない。

＜流路切換弁１の構成・動作＞
　図１は、本発明に係る流路切換弁の一実施形態の全体構成を示す斜視図、図２は、図１に示される流路切換弁の部分縦断面斜視図である。また、図３Ａ、Ｂは、図２の弁体を示す図であり、図３Ａは斜視図、図３Ｂは部分切欠（平面視で中心角９０°部分が切欠）斜視図、図４は、図３Ａ、Ｂの弁体の六面図である。

　図示実施形態の流路切換弁１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ロータリー形の三方弁として使用されるもので、基本的に、弁室１１を有する弁本体１０と、弁室１１内に回転自在に配在されたボール状の弁体（ボール弁体ともいう）２０と、弁体２０を回転軸線（中心線）Ｏ周りで回転させるべく、弁本体１０の後部から上部にかけて配置されるモータ８、駆動ギア９等からなる回転駆動部５と、を備えている。ここでは、弁本体１０と回転駆動部５とは一体的に形成されている。なお、弁室１１内に収容された弁体２０の回転軸線（上下方向に延びる軸線）Ｏは、後述する流入口ｐ１０や弁軸２８の中心線と同軸とされている。

　前記弁本体１０は、例えば合成樹脂製や金属製とされた天井部１２ａ付き角筒状の基体部材１２とホルダ部材１５とで構成されており、前記基体部材１２は、内部に横倒し円筒状の弁室１１が形成されるとともに、その左部及び右部にそれぞれ、前記弁室１１に開口する横向きの流出口（入出口）ｐ１１及び流出口（入出口）ｐ１２が設けられている。前記基体部材１２の外周には、流出口ｐ１１、ｐ１２に連通するように管継手からなるポート＃１１、＃１２が一体的に連結されている。また、前記基体部材１２の天井部１２ａには、弁体２０に連結される弁軸２８（の中間胴部２８ｂ）が挿通される嵌挿穴１３が設けられるとともに、その嵌挿穴１３の左右（より詳しくは、嵌挿穴１３周りにおいて後述する弁軸２８の下部係合部２８ａと中間胴部２８ｂとの間の段差部２８ｓが接当係止される部分より若干左右寄り）に、後述する円環状のシート部材３１、３２の位置決め用の突起１４ａ、１４ｂが略半周にわたって（下向きに）突設されている（図５も併せて参照）。基体部材１２の下端開口には、前記弁室１１に開口する縦向きの流入口（入出口）ｐ１０が設けられた管継手からなるポート＃１０を持つホルダ部材１５が、超音波溶着、ねじ止め、圧入、かしめ等（図示例では、超音波溶着）により内嵌固定されている。

　すなわち、弁本体１０には、弁室１１の底部に開口せしめられた流入口ｐ１０が設けられるとともに、弁室１１の側部に開口せしめられた流出口（側部入出口）ｐ１１、ｐ１２が１８０°の角度間隔をあけて（言い換えれば、弁体２０の回転軸線Ｏに対して反対側に対向するように）設けられている。

　前記弁本体１０の基体部材１２の後部には、前記弁体２０（に連結される弁軸２８）を回転させるための回転駆動部５を構成するモータ８を収容するモータケース部１６が一体的に形成され、その上部（天井部１２ａの上面側）には、モータ８に連結されて当該モータ８の回転力を弁軸２８に伝達する駆動ギア９等を収容するギアケース部１７が一体的に形成されている。

　前記弁体２０は、例えば合成樹脂や金属等から作製され、前記弁本体１０に設けられた流入口ｐ１０及び２つの流出口ｐ１１、ｐ１２を選択的に連通させるべく、言い換えれば、流入口ｐ１０及び２つの流出口ｐ１１、ｐ１２の連通状態を選択的に切り換えるべく、内部に流路（内部流路）２５が設けられている。

　前記内部流路２５は、弁体２０内をその下部から側部まで貫通する貫通穴で構成されており、その下部開口が流入口ｐ１０と常時連通するとともに、その側部開口が２つの流出口ｐ１１、ｐ１２のいずれかと択一的に連通するようにされている。

　詳細には、図３Ａ、Ｂ及び図４を参照すればよく分かるように、弁体２０には、当該弁体２０を上下方向（弁体２０の回転軸線Ｏ方向）に貫通する断面略六角形（つまり、上下の端部開口は略六角形）の縦貫通穴２１が形成されるとともに、弁体２０の外周（側部）から縦貫通穴２１の中央に合流する断面略六角形の横穴２２が（弁体２０の回転軸線Ｏに直交する方向に）形成されている。

　前記縦貫通穴２１（の下部開口）は流入口ｐ１０と常時連通し、前記横穴２２（の側部開口）は２つの流出口ｐ１１、ｐ１２のいずれかと択一的に連通するようになっており、前記縦貫通穴２１の下半部と前記横穴２２とによって、側面視逆Ｌ字状の前記内部流路２５が（弁体２０内に）形成される。

　また、前記弁体２０の外周（外周シール面）、具体的には、弁体２０の外周における横穴２２の側部開口の裏側及び横穴２２の側部開口の横側には、組立時に弁室１１内で弁体２０を回転させて設置するための回転係合部としての六角穴（側面視六角形の凹穴）２６、２７が設けられている（後で詳述）。

　前記弁体２０（の縦貫通穴２１の上部）には、モータ８の回転力を当該弁体２０に伝達する段付きの弁軸２８（の下部係合部２８ａの下部）が連結されている。

　詳しくは、図２と併せて図６を参照すればよく分かるように、前記弁軸２８は、下側から、前記弁体２０の縦貫通穴２１と相補的な形状（つまり、断面略六角形）もしくは縦貫通穴２１より若干小形の下部係合部２８ａと、下部係合部２８ａより若干小形かつ断面円形の中間胴部２８ｂと、中間胴部２８ｂとほぼ同じ外径かつ断面略六角形の上部連結部２８ｃと、上部連結部２８ｃ上に突設される周方向位置決め用のＤカット凸部２８ｄとで構成されており、前記下部係合部２８ａ（の下部）が前記縦貫通穴２１の上部開口に嵌挿され、前記中間胴部２８ｂが前記弁本体１０の嵌挿穴１３に挿通（内挿）され、前記上部連結部２８ｃは前記嵌挿穴１３から上側（天井部１２ａの上面側）に突出するようになっている。前記嵌挿穴１３に回動自在に挿通される前記中間胴部２８ｂ（の外周に形成された環状溝）には、シール部材としてのＯリング２９が二段介装されている。

　下部係合部２８ａが縦貫通穴２１に嵌挿されることにより、前記弁体２０が前記弁軸２８に回転軸線Ｏ周りで相対回転不能に係合せしめられ、弁軸２８と弁体２０とが一体となって回転するようになっている。

　また、前記弁軸２８における下部係合部２８ａと中間胴部２８ｂとの間に形成される段差部２８ｓは、弁本体１０（の基体部材１２）の天井部１２ａにおける嵌挿穴１３周りに接当係止されるとともに、前記嵌挿穴１３から突出する前記上部連結部２８ｃに、回転駆動部５の駆動ギア９が圧入・かしめ等により外嵌固定されており、前記段差部２８ｓ（の上面）と前記駆動ギア９（の下面）とで弁本体１０の天井部１２ａを挟持するようにして、弁軸２８が弁本体１０に対して（上下動せずに）回転可能に支持されている。

　なお、前記のように、弁体２０の縦貫通穴２１は弁軸２８の外形より大きく設定されているので、弁軸２８は縦貫通穴２１を上下方向（回転軸線Ｏ方向）に挿通可能となっている（後で詳述）。

　また、弁本体１０の内壁面（弁室１１の左右の端面）における各流出口ｐ１１、ｐ１２周りには、テフロン（登録商標）等から作製され、各流出口ｐ１１、ｐ１２に対応する開口を持つ円環状のシート部材３１、３２が配在されている。つまり、弁本体１０の弁室１１内において、前記した左右一対の流出口ｐ１１、ｐ１２に対応して弁体２０の回転軸線Ｏに対して反対側に対向配置されるように、一対のシート部材３１、３２が配在され、その一対のシート部材３１、３２の間（内側）に、前記弁体２０が回転摺動自在に配在されている。各シート部材３１、３２において、内周（面）における前記開口周りの部分は曲面（凹状の球面の一部）で構成され、流路形成時に弁体２０の外周シール面（曲面）と対接せしめられる内周シール面とされる。一方で、本例では、前記一対のシート部材３１、３２の間に配在される弁体２０の上下方向（回転軸線Ｏ方向）の高さＨは、シート部材３１、３２同士の間隔Ｌ以下もしくはそれより若干小さくされている（後で詳述）。

　また、各シート部材３１、３２と弁本体１０（の各流出口ｐ１１、ｐ１２周り）との間（具体的には、シート部材３１の左面（流出口ｐ１１側の面）及びシート部材３２の右面（流出口ｐ１２側の面）に形成された環状凹溝）には、ゴム等の弾性材料により構成されたシール部材としてのＯリング（弾性部材）３３、３４が（圧縮状態で）介装されている。このＯリング３３、３４の弾性力（反発力）によって各シート部材３１、３２（の内周シール面）が弁体２０（の外周シール面）側に密着するように押し付けられ、これにより、弁体２０と各流出口ｐ１１、ｐ１２との間が気密的にシール（封止）されている。

　かかる構成の流路切換弁（三方弁）１では、モータ８、駆動ギア９等からなる回転駆動部５によって弁体２０が弁室１１内で回転されると、弁体２０に設けられた内部流路２５を通じて、弁本体１０に設けられた流入口ｐ１０及び２つの流出口ｐ１１、ｐ１２の連通状態が選択的に切り換えられる。

　詳細には、前記弁体２０の１８０°程度の回転により、弁本体１０の底部に設けられた流入口ｐ１０と左部に設けられた流出口ｐ１１が（縦貫通穴２１の下半部と横穴２２からなる内部流路２５を介して）連通するモード（第１連通状態）と、弁本体１０の底部に設けられた流入口ｐ１０と右部に設けられた流出口ｐ１２が（縦貫通穴２１の下半部と横穴２２からなる内部流路２５を介して）連通するモード（第２連通状態）の２つのモードが選択的にとられるようになっている。

　前記第１連通状態では、右側の流出口ｐ１２に対応したシート部材３２の開口が弁体２０（の外周シール面）（ここでは、六角穴２６が形成された部分）によって閉塞され、流出口ｐ１２に繋がる流路が遮断され、流入口ｐ１０から上向きに流入した流体は、弁体２０の内部流路２５内を通って左側の流出口ｐ１１のみから流出する。一方で、前記第２連通状態では、左側の流出口ｐ１１に対応したシート部材３１の開口が弁体２０（の外周シール面）（ここでは、六角穴２６が形成された部分）によって閉塞され、流出口ｐ１１に繋がる流路が遮断され、流入口ｐ１０から上向きに流入した流体は、弁体２０の内部流路２５内を通って右側の流出口ｐ１２のみから流出する。

＜流路切換弁１の組立方法＞
　前記した如くの構成を有する流路切換弁（三方弁）１の組立は、例えば以下の手順で行われる。図５及び図６は、図１に示される流路切換弁の組立手順を説明する図であり、図５は、弁室内に弁体を設置する手順、図６は、弁本体に弁軸を支持固定する手順を説明する図である。

　前記流路切換弁１を組み立てるに当たっては、図５に示すように、まず、各シート部材３１、３２（の環状凹溝）にＯリング３３、３４を装着し（手順１）、弁本体１０を構成する基体部材１２（の下端開口）にホルダ部材１５を組み付ける前に、Ｏリング３３、３４付きのシート部材３１、３２を基体部材１２の下端開口を介してその内部（つまり、弁室１１内）（の左右の各流出口ｐ１１、ｐ１２周り）に設置する（手順２）。このとき、基体部材１２の天井部１２ａに設けられた突起１４ａ、１４ｂを利用して、弁室１１における各シート部材３１、３２の位置合わせを行い、シート部材３１、３２同士の間隔は、弁体２０の上下方向（回転軸線Ｏ方向）の高さ以上もしくはそれより若干大きくされている。

　次に、前記縦貫通穴２１及び横穴２２からなる内部流路２５が形成された弁体２０を、横倒し（つまり、弁体２０の回転軸線方向を横向きにした姿勢、あるいは、弁体２０の回転軸線が左右方向に向く姿勢であって、弁体２０の上下の端面が左右のシート部材３１、３２に向く姿勢）かつ六角穴２６が下側を向く姿勢で、基体部材１２の下部開口（弁体２０の外形（外径）以上の開口）を介してその内部（具体的には、弁室１１内の各流出口ｐ１１、ｐ１２に配置されたシート部材３１、３２同士の間）に配置する（手順３）。

　その状態で、例えば先端に断面六角形の頭部を持つ六角レンチ等の回転用冶具Ｇを基体部材１２の下部開口から挿入し、その頭部を前記弁体２０の六角穴（回転係合部）２６に嵌め込んで（係合させて）当該回転用冶具Ｇを回転させ、これにより、弁体２０を弁室１１におけるシート部材３１、３２同士の間で約９０°回転（上下方向に延びる軸線周りで、下から視て反時計回りに約９０°回転）させる（手順４）。この弁体２０の回転時において、弁体２０の外周（外周シール面）は左右のシート部材３１、３２（の内周シール面）に摺動するとともに、シート部材３１、３２の外側に配されたＯリング３３、３４は若干圧縮せしめられ、弁体２０の外周（外周シール面）はシート部材３１、３２（の内周シール面）に圧接せしめられる。

　次に、前記と同様の回転用冶具Ｇを基体部材１２の右側のポート＃１２を介して挿入し、その頭部を前記弁体２０の六角穴（回転係合部）２７に嵌め込んで（係合させて）当該回転用冶具Ｇを回転させ、これにより、弁体２０を弁室１１におけるシート部材３１、３２同士の間で約９０°回転（左右方向に延びる軸線周りで、右から視て反時計回りに約９０°回転）させる（手順５）。

　このように、弁室１１におけるシート部材３１、３２同士の間で弁体２０を回転軸線Ｏに直交する２つの軸線周りで回転させることにより、前記弁室１１内で前記弁体２０が使用時の姿勢（弁体２０の回転軸線Ｏ方向を縦向きにした姿勢であって、縦貫通穴２１を上下方向に向けた姿勢）で設置される。

　次いで、図６に示すように、弁軸２８の中間胴部２８ｂにＯリング２９を装着し（手順６）、弁軸２８の下部係合部２８ａと弁体２０の縦貫通穴２１との回転位置（回転軸線Ｏ回りの角度位置）を位置合わせした状態で、弁軸２８の下部係合部２８ａと中間胴部２８ｂとの間の段差部２８ｓが弁本体１０の基体部材１２の天井部１２ａ（における嵌挿穴１３周り）に接当するまで、前記弁軸２８を基体部材１２の下部開口を介して弁体２０の縦貫通穴２１内に挿入する。これにより、前記弁軸２８の下部係合部２８ａ（の下部）は前記縦貫通穴２１の上部開口に（回転軸線Ｏ周りで相対回転不能に係合せしめられた状態で）嵌挿され、中間胴部２８ｂは弁本体１０の嵌挿穴１３に挿通されるとともに、上部連結部２８ｃはその嵌挿穴１３から上側に突出する（手順７）。

　そして、基体部材１２の下部開口にホルダ部材１５を超音波溶着・ねじ止め等により取り付け、嵌挿穴１３から突出した弁軸２８の上部連結部２８ｃに回転駆動部５の駆動ギア９を圧入・かしめ等により取り付けて当該弁軸２８を弁本体１０に回転可能かつ抜け止め保持された状態で支持固定する（手順８）。さらに、回転駆動部５を構成するモータ８等を弁本体１０に組み付けることで、当該流路切換弁１が組み立てられる。

　なお、前述の流路切換弁１では、弁室１１内に弁体２０をスムースに挿入するために、弁室１１内に配置されたシート部材３１、３２同士の間隔が弁体２０の上下方向（回転軸線Ｏ方向）の高さ以上もしくはそれより若干大きくされているが、前記シート部材３１、３２同士の間隔が弁体２０の上下方向の高さより若干小さい場合でも、前記弁体２０の挿入時に、シート部材３１、３２を介して左右のＯリング３３、３４を圧縮（通常使用時にＯリング３３、３４にかかる圧縮力より大きい力で圧縮）して当該シート部材３１、３２同士の間隔を押し拡げることによって、当該弁体２０をシート部材３１、３２同士の間に配置しても良い。

　以上で説明したように、本実施形態の流路切換弁１では、例えば、弁本体１０を基体部材１２とホルダ部材１５との２部品構成（分割構成）とした場合でも、前記弁本体１０を構成する基体部材１２とホルダ部材１５との接合時（超音波溶着時等）に前記Ｏリング３３、３４の圧縮を行う必要がないので、Ｏリング３３、３４の潰し率（潰し代）等の寸法管理が容易となるとともに、接合不良（例えば溶着溶け不良）が抑えられ、接合不良に起因する液漏れや接合部（溶着部）割れ等を効果的に阻止することが可能となる。

　なお、弁体２０の内部に形成される内部流路２５の構成・形状等は、当該流路切換弁１の使用用途等に応じて、適宜に変更しても良いことは勿論である。

　例えば、図７Ａ、Ｂ及び図８に示される如くに、前述の縦貫通穴２１及び横穴２２に加えて、弁体２０を回転軸線Ｏに対して垂直に貫通するとともに前記縦貫通路２１及び横穴２２に交差して合流する断面略六角形（つまり、側部開口が六角形）の横貫通穴２３を形成しても良い。この場合、前述の六角穴（回転係合部）２７は無くなるが、横貫通穴２３（の端部開口）を、前述の六角穴２７と同じ回転係合部として利用すればよい。なお、図７Ａ、Ｂ及び図８に示される例では、縦貫通穴２１の下部開口は、平面視六角形の上部開口より若干大きい円形とされている。図７Ａ、Ｂ及び図８に示される弁体２０を使用する場合、当該弁体２０の１８０°程度の回転により、弁本体１０の底部に設けられた流入口ｐ１０と弁本体１０の左部に設けられた流出口ｐ１１のみが（縦貫通穴２１の下半部と横穴２２からなる内部流路２５を介して）連通するモード（第１連通状態）と、弁本体１０の底部に設けられた流入口ｐ１０と弁本体１０の左右に設けられた流出口ｐ１１、ｐ１２の双方が（縦貫通穴２１の下半部と横貫通穴２３からなる内部流路２５を介して）連通するモード（第２連通状態）と、弁本体１０の底部に設けられた流入口ｐ１０と弁本体１０の右部に設けられた流出口ｐ１２のみが（縦貫通穴２１の下半部と横穴２２からなる内部流路２５を介して）連通するモード（第３連通状態）の３つのモードが選択的にとられるようになっている。

　なお、必ずしも横穴２２及び横貫通穴２３の両方を設ける必要はなく、例えば、前述の横穴２２に代えて図７Ａ、Ｂ及び図８に示される如くの横貫通穴２３を設けても良いことは詳述するまでも無い。

　また、弁体２０に形成される縦貫通穴２１、横穴２２、横貫通穴２３、回転係合部としての六角穴２６、２７の断面形状は、適宜の形状を選択できることは言うまでも無い。例えば、縦貫通穴２１や横貫通穴２３の断面形状を、六角形以外の多角形や楕円形等としても良いし、横穴２２の側部開口を、六角形以外の多角形や楕円形、円形等としても良い。また、組立時に弁室１１内で弁体２０を回転させられれば、六角穴２６、２７を、六角形以外の多角形や楕円形の穴等としても良い。

　また、弁本体１０に形成される入出口（流入口、流出口）の数や配置構成は、当該流路切換弁１の適用箇所等に応じて、適宜に変更できることは言うまでも無い。上記実施形態では、流路切換弁１として、弁室１１の底部に流入口ｐ１０が開口せしめられ、弁室１１の側部に２つの流出口ｐ１１、ｐ１２が１８０°の角度間隔をあけて開口せしめられた三方弁を例にとって説明したが、例えば、底部側の流入口を省略して側部の流出口の一方を流入口として使用した二方弁や、弁室に開口せしめられる流入口や流出口の数及び配置構成等を変更した四方以上の切換弁としても良いことは言うまでも無い。

　また、上記実施形態では、弁軸２８を下側（基体部材１２の下端開口側）から弁体２０（の縦貫通穴２１）内に挿通させることによって弁本体１０に取り付けているが、例えば、図９に示される如くの流路切換弁２の構成を採用し、当該弁軸２８を上側から弁本体１０に組み付けても良い。

　すなわち、図９に示される如くに、弁軸２８における下部係合部２８ａを中間胴部２８ｂや上部連結部２８ｃより小径とし、下部係合部２８ａと中間胴部２８ｂとの間の段差２８ｔが嵌挿穴１３の下部内周に設けられた内鍔状掛止部１３ａに接当係止するまで、前記弁軸２８を上側（弁本体１０の基体部材１２の天井部１２ａ側）から嵌挿穴１３に挿通し、これにより、弁軸２８の下部係合部２８ａ（の下部）を弁体２０の縦貫通穴２１の上部開口に（回転軸線Ｏ周りで相対回転不能に係合せしめられた状態で）嵌め込んでも良い。この場合、上部連結部２８ｃに対して駆動ギア９を固定するときに、前記下部係合部２８ａと中間胴部２８ｂとの間の段差２８ｔが弁本体１０（の基体部材１２）に対する弁軸２８の受け面となるので、前記駆動ギア９の固定が比較的容易となる。

　なお、図９に示される例では、図７Ａ、Ｂ及び図８に示される構成（横貫通穴２３を有する構成）の弁体を採用しているが、図３Ａ、Ｂ及び図４に示される構成の弁体を使用しても良いことは当然である。

　また、上記実施形態の流路切換弁は、車両におけるエンジンルーム内等（エンジン冷却用回路や電子機器冷却用回路等）の流路切換用に使用されるものとしているが、例えば給湯設備における流路切換用に使用しても良いことは勿論である。

　１　　流路切換弁
　５　　回転駆動部
　８　　モータ
　９　　駆動ギア
１０　　弁本体
１１　　弁室
１２　　基体部材
１２ａ　天井部
１３　　嵌挿穴
１３ａ　内鍔状掛止部
１５　　ホルダ部材
２０　　弁体
２１　　縦貫通穴
２２　　横穴
２３　　横貫通穴
２５　　内部流路
２６、２７　六角穴（回転係合部）
２８　　弁軸
２８ａ　下部係合部
２８ｂ　中間胴部
２８ｃ　上部連結部
２８ｄ　Ｄカット凸部
２８ｓ　段差部
２８ｔ　段差
２９　　Ｏリング
３１、３２　シート部材
３３、３４　Ｏリング（弾性部材）
ｐ１０　流入口（入出口）
ｐ１１　流出口（側部入出口）
ｐ１２　流出口（側部入出口）

Claims

　内部に弁室が形成されるとともに、該弁室に開口せしめられた複数の入出口が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転自在に配在され且つ内部に流路が形成された弁体と、前記弁体と前記入出口との間を封止すべく、前記弁体と前記入出口との間に配置されたシート部材と、前記シート部材を前記弁体に押し付けるべく、前記シート部材と前記弁本体との間に配置された弾性部材と、前記弁体を回転軸線周りで回転させる回転駆動部と、を備え、前記弁体を回転させることにより、前記複数の入出口の連通状態が前記弁体の前記流路を通じて選択的に切り換えるようにされた流路切換弁であって、
　前記複数の入出口は、少なくとも前記弁室の側部に開口せしめられた２つの側部入出口を含み、前記弁体の回転軸線方向高さは、前記２つの側部入出口に配置された前記シート部材同士の間隔以下とされていることを特徴とする流路切換弁。
　前記弁体の回転軸線方向高さは、前記弾性部材を所定圧で圧縮した状態での前記シート部材同士の間隔以下とされていることを特徴とする請求項１に記載の流路切換弁。
　前記弁本体は、前記２つの側部入出口が設けられるとともに、回転軸線方向の一端に前記弁体の外形以上の開口が設けられた基体部材と、該基体部材の前記開口に連結固定されたホルダ部材との分割構成とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路切換弁。
　前記弁体の外周の少なくとも２箇所に、前記弁室内で前記弁体を所定方向に回転させて設置するための回転係合部が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の流路切換弁。
　前記弁体には、該弁体を回転軸線方向に貫通するとともに、前記回転駆動部の回転力を前記弁体に伝達する弁軸が相対回転不能に係合せしめられる縦貫通穴が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の流路切換弁。
　前記縦貫通穴は、前記弁軸を回転軸線方向に挿通可能とされていることを特徴とする請求項５に記載の流路切換弁。
　前記弁体の外周から前記縦貫通穴に合流する横穴が形成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の流路切換弁。
　前記弁体の外周から前記縦貫通穴に合流する横穴及び前記弁体を回転軸線に対して垂直に貫通するとともに前記縦貫通穴に交差して合流する横貫通穴の少なくとも一方が形成されるとともに、前記横穴及び前記横貫通穴の少なくとも一方に前記回転係合部が設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載の流路切換弁。
　前記弁軸は、前記縦貫通穴並びに前記弁本体に設けられた嵌挿穴に挿通されるとともに、前記嵌挿穴から突出する部分に、前記回転駆動部を構成する駆動ギアが固定されていることを特徴とする請求項６に記載の流路切換弁。
　前記弁軸の外周に、前記嵌挿穴周りに接当係止される段差部が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の流路切換弁。
　前記嵌挿穴に内鍔状掛止部が設けられるとともに、前記弁軸の外周に、前記内鍔状掛止部に接当係止される段差が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の流路切換弁。
　内部に弁室が形成されるとともに、該弁室に開口せしめられた複数の入出口が設けられた弁本体と、前記弁室内に回転自在に配在され且つ内部に流路が形成された弁体と、前記弁体と前記入出口との間を封止すべく、前記弁体と前記入出口との間に配置されたシート部材と、前記シート部材を前記弁体に押し付けるべく、前記シート部材と前記弁本体との間に配置された弾性部材と、前記弁体を回転軸線周りで回転させる回転駆動部と、を備え、前記弁体を回転させることにより、前記複数の入出口の連通状態が前記弁体の前記流路を通じて選択的に切り換えるようにされた流路切換弁の組立方法であって、
　少なくとも前記弁室の側部に開口せしめられた２つの側部入出口に前記弾性部材及び前記シート部材を配置するとともに、前記２つの側部入出口に配置された前記シート部材同士の間に前記弁体を前記回転軸線方向を横向きにした姿勢で配置するステップと、
　前記弁室における前記シート部材同士の間で前記弁体を少なくとも前記回転軸線に直交する２つの軸線周りで回転させ、前記弁体を前記回転軸線方向を縦向きにした姿勢で設置するステップと、
　前記回転駆動部の回転力を前記弁体に伝達する弁軸を前記弁体に連結するステップと、を含むことを特徴とする流路切換弁の組立方法。
　前記弁軸を前記弁体に連結するステップにおいて、前記弁体を回転軸線方向に貫通する縦貫通穴に前記弁軸を通し、該縦貫通穴に前記弁軸を相対回転不能に係合せしめるとともに、前記弁本体に設けられた嵌挿穴に前記弁軸を挿通させ、前記弁軸における前記嵌挿穴から突出する部分に、前記回転駆動部を構成する駆動ギアを固定することを特徴とする請求項１２に記載の流路切換弁の組立方法。
　前記弁軸の外周に設けられた段差部が前記嵌挿穴周りに接当係止するまで、前記弁軸を前記縦貫通穴及び前記嵌挿穴に挿通させることを特徴とする請求項１３に記載の流路切換弁の組立方法。
　前記弁軸を前記弁体に連結するステップにおいて、前記弁本体に設けられた嵌挿穴に前記弁軸を挿通させるとともに、前記弁体を回転軸線方向に貫通する縦貫通穴に前記弁軸を通し、該縦貫通穴に前記弁軸を相対回転不能に係合せしめ、前記弁軸における前記嵌挿穴から突出する部分に、前記回転駆動部を構成する駆動ギアを固定することを特徴とする請求項１２に記載の流路切換弁の組立方法。
　前記弁軸の外周に設けられた段差が前記嵌挿穴に設けられた内鍔状掛止部に接当係止するまで、前記弁軸を前記嵌挿穴に挿通させることを特徴とする請求項１５に記載の流路切換弁の組立方法。