WO2019176904A1

WO2019176904A1 - 弁装置

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Publication number: WO2019176904A1
Application number: PCT/JP2019/009892
Authority: WO
Inventors: 幸大宮川
Original assignee: 三菱電機株式会社
Priority date: 2018-03-12
Filing date: 2019-03-12
Publication date: 2019-09-19

Abstract

第１及び第２の流出ポート（６，７）と、流入ポート（５）と、流入ポート（５）に接続されるジョイント管（８）を備え、流入ポート（５）の中心軸Ｃｘ１は、第１及び第２の流出ポート（６，７）の中心軸Ｃｘ２，Ｃｘ３と交差するとともに、ジョイント管（８）は、その流路の途中で、流路の中心軸が屈曲され、さらに、ジョイント管（８）は、流入ポート（５）の中心軸Ｒｘ周りの取り付け角度を変更して、その角度で固定可能な態様で、流入ポート（５）に取り付けられている。

Description

弁装置

　本発明は、弁装置に関する。

　流体を輸送する配管に取り付けられて、流路の開閉あるいは流路の変更を行う弁装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の弁装置は、第１流路及び第２流路が設けられた弁体と、弁体が回転自在に収容された弁室と、流入ポートと第１流出ポートと第２流出ポートが設けられた弁本体と、弁室内で弁体を回転軸心周りに回転させる回転駆動装置と、を備えている。流入ポートと第１流出ポートと第２流出ポートは、それぞれ管状継手を備えていて、給湯設備を構成する配管に接続される。なお、第１流路は流入ポートから第１流出ポートに流体を通過させる流路であり、第２流路は、流入ポートから第２流出ポートに流体を通過させる流路である。

　特許文献２に記載の弁装置は、ボディ本体と、ボディ本体内に保持されてモータによって回転駆動されるボールバルブを備えている。ボディ本体には流体流入口と流体流出口が設けられている。流体流入口と流体流出口には排気ガスを輸送する配管が接続されている。流体流入口とボールバルブと流体流出口は直列に配置されている。

特開２０１６－２３７８８号公報特開２０１２－４７２３８号公報

　特許文献１に記載の弁装置には、Ｔ字形に配置された３本の配管が接続されている。つまり、特許文献１に記載の弁装置に接続される３本の配管の内、２本は、直列に配置され、残りの１本の配管は、他の２本に対して直交する方向に固定される。特許文献２に記載の弁装置には、直列に配置された２本の配管が接続されている。また、特許文献１及び特許文献２に記載の弁装置において、配管の取り付け角度は固定されていて、変更することができない。

　そのため、３本の配管がＴ字形に配置されていない管路に、特許文献１に記載の弁装置をそのまま取り付けることはできない。また、２本の配管が直列に配置されていない管路に、特許文献２に記載の弁装置をそのまま取り付けることはできない。このような場合には、配管の取り付け角度を変更した弁装置を製造して管路に取り付けるか、あるいは、弁装置における配管の取り付け角度に合わせて、配管を曲げる必要があった。

　しかしながら、様々な配管の配置に適合する、多種の弁装置を、設計および製造しようとすれば、コストが嵩むという問題がある。コストの上昇に鑑みれば、多種の弁装置を、事前に設計及び製造することは、事実上、不可能だとも言える。また、配管を曲げて、配管の配置を弁装置に適合させようとすれば、管路の設計や製造に係るコストが嵩むという問題が生じる。

　また、特許文献１に記載の弁装置は、弁体に第１流路と第２流路とを備えているので、つまり２本の互いに独立した流路を備えているので、各流路の断面積が制限される。そのために、各流路の断面積が小さくなり、その結果、流路抵抗が増加して、弁装置における圧力損失が大きくなるという問題がある。圧力損失を小さくするために、各流路の断面積を大きくしようとすれば、弁体の外形寸法を大きくする必要が生じ、その結果、弁装置が大型化するという問題が生じる。多くの装置において、装置の小型化は常に求められているので、弁装置の大型化は望ましくない。

　本発明は、このような背景の下でなされたものであり、形態を変更して、弁装置が取り付けられる装置における配管配置に適合させることができる弁装置であって、圧力損失が小さい弁装置を提供するものである。

　本発明に係る弁装置は、第１のポートと、第２のポートと、第２のポートに接続されるジョイント管を備え、第２のポートの中心軸は第１のポートの中心軸と交差するとともに、ジョイント管は、その流路の途中で、流路の中心軸が屈曲され、さらに、ジョイント管は、第２のポートの中心軸周りの取り付け角度を変更して、その角度で固定可能な態様で、第２のポートに取り付けられているものである。

　本発明によれば、弁装置が取り付けられる管路の配置に応じて、ジョイント管の第２のポートの中心軸周りの取り付け角度を変更して、弁装置に接続される配管の取り付け角度を変更することができる。つまり、弁装置の形態を変更して、当該弁装置が取り付けられる装置における配管配置に適合させることができる。そのため、配管の取り付け角度が異なる複数種の弁装置を設計製造する必要が無くなる。その結果、弁装置の設計製造に掛かるコストが削減される。また、本発明に係る弁装置においては、弁体内部及び第２のポート内部の流路の形状が制約されない。そのため、弁体内部及び第２のポート内部の流路の断面積を拡大して、弁装置における流路抵抗を減少させて、圧力損失を小さくすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る弁装置の構成を示す斜視図本発明の第１の実施の形態に係る弁装置の断面図本発明の第１の実施の形態に係る弁装置に配管を取りつけた状態を示す断面図図１Ａ～図１Ｃに記載の弁装置が備える弁体の斜視図図１Ａ～図１Ｃに記載の弁装置が備える弁体の断面図図１Ａ～図１Ｃに記載の弁装置の作用を示す図であって、第１の流出ポートに流体が流れる状態を示す弁装置の断面図図１Ａ～図１Ｃに記載の弁装置の作用を示す図であって、第２の流出ポートに流体が流れる状態を示す弁装置の断面図本発明の第２の実施の形態に係る弁装置の斜視図本発明の第２の実施の形態に係る弁装置に配管を取りつけた状態を示す断面図図４Ａ及び図４Ｂに記載の開閉弁の作用を示す図であって、流路が開放された状態を示す弁装置の断面図図４Ａ及び図４Ｂに記載の開閉弁の作用を示す図であって、流路が閉鎖された状態を示す弁装置の断面図本発明の変形例に係る弁装置の断面図本発明の別の変形例に係る弁体の斜視図本発明の別の変形例に係る弁体の断面図本発明の第３の実施の形態に係る弁装置の斜視図本発明の第３の実施の形態に係る弁装置の断面図図８Ａ及び図８Ｂに記載の弁装置が備える弁体の構成を示す斜視図図８Ａ及び図８Ｂに記載の弁装置の作用を示す弁装置の断面図図８Ａ及び図８Ｂに記載の弁装置の別の作用を示す弁装置の断面図図８Ａ及び図８Ｂに記載の弁装置の変形例を示す弁装置の断面図図８Ａ及び図８Ｂに記載の弁装置の別の変形例を示す弁装置の断面図

　以下、本発明の実施の形態に係る弁装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面においては、同一または同等の部分に同一の符号を付している。

（第１の実施の形態）
　図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る弁装置１の斜視図であり、図１Ｂは弁装置１の断面図である。図１Ａ，図１Ｂに示すように、弁装置１は、弁体２と弁室３を備えている。弁体２は、弁室３の内部に収容されていて、弁室３に回転中心Ｒｘ周りに回転自在に支持されている。また、弁体２は、回転駆動軸４を備えている。回転駆動軸４は一方端が弁室３の外部に突出している。回転駆動軸４の弁室３の外部に突出する部位は、図示しない回転駆動装置の出力端に固定されている。そのため、弁体２は図示しない回転駆動装置によって、回転中心Ｒｘ周りに回転駆動される。なお、弁体２と弁室３の間には、Ｏリング２ａとシートパッキング２ｂが挟まれていて、弁体２と弁室３の間の隙間からの液漏れを防止している。

　弁室３の回転駆動軸４から遠い側の端面、つまり図１Ｂにおける弁室３の下端面には、流入ポート５が備えられている。また、弁室３の回転駆動軸４が突出する側の端部、つまり図１Ａ，図１Ｂにおける弁室３の上部には第１の流出ポート６と第２の流出ポート７とが、備えられている。そして、流入ポート５には、弁室３の外部の空間と弁室３の内部を連絡するジョイント管８が取り付けられている。なお、第１の流出ポート６と第２の流出ポート７は、第１のポートの例示である。つまり、本実施の形態は、第１のポートを２個、備える例を示している。また、流入ポート５は、第２のポートの例示である。

　図１Ｂに示すように、流入ポート５の中心軸は弁体２の回転中心Ｒｘと一致している。また、ジョイント管８の入口側、つまり流入ポート５から遠い側の流路の中心軸Ｃｘ１は弁体２の回転中心Ｒｘに対して、交角θ１で交差する。一方、ジョイント管８の出口側、つまり流入ポート５に接続される側の流路の中心は弁体２の回転中心Ｒｘと一致する。なお、交角θ１は鋭角であって、本実施の形態では＋４５°である。このように、ジョイント管８は、その流路の途中で、流路の中心軸が屈曲されている。そして、ジョイント管８の入口側の流路の中心軸Ｃｘ１は、ジョイント管８の出口側の流路の中心軸つまり弁体２の回転中心Ｒｘと鋭角で交差する。

　なお、ジョイント管８は、図示しない締結手段、例えばボルトによって流入ポート５に固定されている。そして、締結手段による固定を解除すると、ジョイント管８を流入ポート５の中心軸周りに回転させることができる。つまり、締結手段による固定を解除すると、ジョイント管８の、流入ポート５の中心軸周りの取り付け角度を任意に変更することができる。その後で、締結手段による固定を復旧すれば、ジョイント管８は変更後の取り付け角度で、流入ポート５に固定される。このように、ジョイント管８は、流入ポート５の中心軸周りの取り付け角度を任意に変更して、その角度で固定可能な態様で、流入ポート５に取り付けられている。

　第１の流出ポート６の中心軸Ｃｘ２と第２の流出ポート７の中心軸Ｃｘ３は、弁体２の回転中心Ｒｘに対して、それぞれ交角θ２，θ３で交差する。交角θ２，θ３は鋭角であって、本実施の形態では、交角θ２は＋４５°であり、交角θ３は－４５°に設定されている。そして、θ１～θ３を上記のように設定しているので、図１Ｂに示す状態においては、第１の流出ポート６の中心軸Ｃｘ２はジョイント管８の入口側の流路の中心軸Ｃｘ１に平行に配置され、第２の流出ポート７の中心軸Ｃｘ３は中心軸Ｃｘ１に直交する。
そのため、図１Ｃに示すように、第１の流出ポート６に接続される配管Ｐ２は、ジョイント管８に接続される配管Ｐ１に平行に配置され、第２の流出ポート７に接続される配管Ｐ３は、配管Ｐ１に直交する。

　また、前述したように、ジョイント管８は、弁体２の回転中心Ｒｘ周りの取り付け角度を変更して、変更された取り付け角度で弁室３に固定することができるような態様で、弁室３に取り付けられている。図１Ｂに示す状態において、ジョイント管８を弁体２の回転中心Ｒｘ周りに１８０°回転させて、その位置でジョイント管８を固定すれば、第１の流出ポート６の中心軸Ｃｘ２はジョイント管８の入口側の流路の中心軸Ｃｘ１に直交し、第２の流出ポート７の中心軸Ｃｘ３は中心軸Ｃｘ１に対して平行になる。この場合、第１の流出ポート６に接続される配管Ｐ２は、ジョイント管８に接続される配管Ｐ１に直交し、第２の流出ポート７に接続される配管Ｐ３は、配管Ｐ１に平行に配置される。

　このように、弁装置１においては、ジョイント管８の弁室３に対する、弁体２の回転中心Ｒｘ、つまり流入ポート５の中心軸回りの取り付け角度を変更することによって、弁装置１に接続される配管Ｐ１の取り付け角度を変更することができる。

　なお、図１Ｂに示すように、弁室３には位置決め突起３ａが、ジョイント管８には位置決め突起８ａが、それぞれ形成されている。位置決め突起３ａと位置決め突起８ａは、弁室３にジョイント管８を組み付ける際の基準又は目印として機能する部位である。弁室３にジョイント管８を組み付ける際に、位置決め突起３ａと位置決め突起８ａが上下に重なるように、ジョイント管８を弁室３に対して位置決めしてジョイント管８を弁室３に固定すれば、ジョイント管８は弁室３に対して、図１Ｂに示すような状態で、固定される。

　図２Ａは、弁装置１が備える弁体２の斜視図であり、図２Ｂは弁体２の断面図である。図２Ａ，図２Ｂに示すように、弁体２は回転駆動軸４と回転駆動軸４に固定された弁本体９を備えている。弁本体９は回転駆動軸４の回転中心Ｒｘを中心軸とする回転体であって、全体として円柱状に構成されている。そして、弁本体９の回転駆動軸４に接続される側の端部、つまり図２Ａ，図２Ｂにおける弁本体９の上端部は、弁本体９の下部を構成する円柱の同一の径を有する半球で構成されている。つまり、弁本体９の下部を構成する円柱の外表面と弁本体９の回転駆動軸４に接続される側の端部を構成する半球は連続する曲面を構成している。なお、図１Ｂに示すように、弁室３の内面の、弁本体９の上端部と当接する部位も、半球状に形成されていて、弁本体９と面接触する。

　また、図２Ａ，図２Ｂに示すように、回転駆動軸４の上端部にはＤカット部４ａが形成され、Ｄカット部４ａの下方にはセレーション軸部４ｂが形成されている。Ｄカット部４ａは、本来、円形である回転駆動軸４の断面形の一部を切り取って、Ｄ形に成形した形状を有する部分である。Ｄカット部４ａの切り取られた形状の部分が、弁室３に対して、どの方向を向いているかを確認することによって、弁体２の回転中心Ｒｘ周りの回転角度を判別できる。セレーション軸部４ｂは、回転駆動軸４の外周に等間隔にキー状の凹凸をつけた部位であって、図示しない回転駆動装置の出力端に嵌合される部位である。

　弁本体９の回転駆動軸４から遠い側の端面、つまり図２Ａ，図２Ｂにおける弁本体９の下端面には流入口１０が形成されている。弁本体９の回転駆動軸４に接続される側の端部、つまり図２Ａ，図２Ｂにおける弁本体９の上部には、流出口１１が形成されている。そして、弁本体９の内部には、流入路１２と流出路１３が形成されていて、流入路１２と流出路１３は互いに接続されて、連続する単一の流路を形成している。そして、流入路１２と流出路１３が接続されて形成される流路は流入口１０と流出口１１の間を連絡している。そのため、流入ポート５から流入口１０を通って流入路１２に流入した流体は、流出路１３を通って流出口１１から流出する。なお、本実施の形態において、流出口１１は第１の開口の例示であり、流入口１０は第２の開口の例示である。本実施の形態は、液体が第２の開口から流入して、第１の開口を通って外部に流出する例を示している。

　流入路１２は、その中心軸Ｃｘ４が回転駆動軸４の回転中心Ｒｘに一致する、内径Ｄの円筒状の流路である。流出路１３は、その中心軸Ｃｘ５が、流入路１２の中心軸Ｃｘ４に交角θ４で交差する、内径Ｄの円筒状の流路である。なお、交角θ４は鋭角であって、本実施の形態においては、＋４５°に設定されている。また、流入路１２と流出路１３の間を繋ぐ接合部９ａは滑らかな曲面で構成されている。このように、弁本体９の内部には、流入路１２と流出路１３だけが形成されていて、他の流路が形成されない。そのため、複数の流路を備える場合に比べて、流入路１２と流出路１３の断面積を大きくすることができる。また、流入路１２と流出路１３は鋭角で交差している。そのため、流入路１２と流出路１３における流路抵抗は、流入路１２と流出路１３が直交する場合に比べて小さくなる。その結果、弁装置１における圧力損失は従来品に比べて小さくなる。

　次に、図３Ａ，図３Ｂを参照して、弁装置１の作用を説明する。なお図３Ａは、第１の流出ポート６から流体を流出させる場合の断面図であり、図３Ｂは、第２の流出ポート７から流体を流出させる場合の断面図である。

　図３Ａに示すように、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに回転させて、弁体２の流出口１１を弁室３の第１の流出ポート６に繋がる位置に置くと、ジョイント管８と流入ポート５を通って弁室３の内部に流入した流体は、弁体２の流出口１１と弁室３の第１の流出ポート６を通って、弁装置１の外部に流出する。図３Ａに示す状態から、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに１８０°回転させると、図３Ｂに示す状態になる。この状態においては、弁体２の流出口１１は弁室３の第２の流出ポート７に繋がる位置に置かれるので、ジョイント管８と流入ポート５を通って弁室３の内部に流入した流体は、弁体２の流出口１１と弁室３の第２の流出ポート７を通って、弁装置１の外部に流出する。このように、弁装置１においては、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに回転させることによって、第１の流出ポート６あるいは第２の流出ポート７のいずれか一方に流体を流出させることができる。

　なお、弁体２の流出口１１が弁室３の第１の流出ポート６に繋がっていて、第１の流出ポート６から流体が流出する状態、つまり、弁体２が図３Ａに示す回転位置にある状態においては、Ｄカット部４ａの切欠き部は、紙面の裏側を向いているので見えない。一方、弁体２の流出口１１が弁室３の第２の流出ポート７に繋がっていて、第２の流出ポート７から流体が流出する状態、つまり、弁体２が図３Ｂに示す回転位置にある状態においては、Ｄカット部４ａの切欠き部は、紙面の表側を向いている。このように、Ｄカット部４ａの切欠き部がどちらを向いているかを確認すれば、弁装置１の切換え状態を知ることができる。

　このように、弁装置１は単一の流入ポート、つまり流入ポート５と、２個の流出ポート、つまり第１及び第２の流出ポート６，７を備えていて、２個の流出ポートの一方を任意に選択して、選択された流出ポートから流体を流出させることができる。要するに、弁装置１は回転駆動軸４が、それぞれ異なる特定の回転角度にある場合に、第１及び第２の流出ポート６，７のいずれかが、流出口１１に繋がるようの構成されている。そのため、弁装置１は、切換弁として機能する。

（第２の実施の形態）
　図４Ａは、本発明の第２の実施の形態に係る弁装置２０の構成を示す斜視図である。図４Ａに示すように弁装置２０の基本的な構成は、弁装置１と同一である。すなわち、弁装置２０は、弁体２と、弁体２を内部に収容して、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに回転自在に支持する弁室３とを、備えている。また、弁室３にはジョイント管８が取り付けられている。弁装置２０は第１の流出ポート６のみを備えて、第２の流出ポート７を備えない点で、弁装置１と相違する。また、図４Ａと図４Ｂに示す状態では、弁装置２０の第１の流出ポート６に接続される配管Ｐ２は、ジョイント管８に接続される配管Ｐ１に平行に配置される。

　次に、図５Ａと図５Ｂを参照して、弁装置２０の作用を説明する。なお図５Ａは、弁装置２０が開弁された状態を示す断面図であり、図５Ｂは、弁装置２０が閉弁された状態を示す断面図である。

　図５Ａに示すように、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに回転させて、弁体２の流出口１１を弁室３の第１の流出ポート６に繋がる位置に置くと、ジョイント管８と流入ポート５を通って弁室３の内部に流入した流体は、弁体２の流出口１１と弁室３の第１の流出ポート６を通って、弁装置２０の外部に流出する。つまり、図５Ａに示す状態においては、弁装置２０は開弁されている。図５Ａに示す状態から、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに１８０°回転させると、図５Ｂに示す状態になる。この状態においては、弁体２の流出口１１は弁室３の第１の流出ポート６に繋がる位置にないので、ジョイント管８と流入ポート５を通って弁室３の内部に流入した流体は、弁室３の外部に流出しない。つまり、図５Ｂに示す状態においては、弁装置２０は閉弁されている。このように、弁装置２０によれば、弁体２を回転中心Ｒｘ周りに回転させることによって、弁装置２０が接続される流路を開閉することができる。

　なお、弁装置２０が開弁状態にある時、つまり、弁体２が図５Ａに示す回転位置にある状態においては、Ｄカット部４ａの切欠き部は、紙面の裏側を向いているので見えない。一方、弁装置２０が閉弁状態にある時、つまり、弁体２が図５Ｂに示す回転位置にある状態においては、Ｄカット部４ａの切欠き部は、紙面の表側を向いている。このように、Ｄカット部４ａの切欠き部がどちらを向いているかを確認すれば、弁装置２０の開閉状態を知ることができる。

　このように、弁装置２０は、単一の流入ポート、つまり流入ポート５と、単一の流出ポート、つまり第１の流出ポート６を備えていて、第１の流出ポート６から流体が流出する状態と、第１の流出ポート６から流体が流出しない状態を、任意に選択することができる。つまり、弁装置２０は、流入ポートと前記流出ポートをそれぞれ１個ずつ、備えていて、弁装置２０に接続された流路を開閉する開閉弁として機能する。

　弁装置２０においても、ジョイント管８の、弁体２の回転中心Ｒｘ、つまり流入ポート５の中心軸回りの取り付け角度を変更することによって、弁装置２０に接続される配管の取り付け角度を変更することができる。図６に示すように、ジョイント管８を弁体２の回転中心Ｒｘの周りに１８０°回転させて、ジョイント管８の入口側の流路の中心軸Ｃｘ１の弁体２の回転中心Ｒｘに対する交角θ１を－４５°にすれば、第１の流出ポート６の中心軸Ｃｘ２はジョイント管８の入口側の流路の中心軸Ｃｘ１と直交する。そのため、この場合、弁装置２０の第１の流出ポート６に接続される配管Ｐ２は、ジョイント管８に接続される配管Ｐ１に直交する。

　このように、弁装置２０においては、配管Ｐ１，Ｐ２が互いに平行に配置されて、弁装置２０に接続される形態と、配管Ｐ１，Ｐ２が互いに直交する形態を選択することができる。配管Ｐ１，Ｐ２の相対的な配置に応じて、つまり、配管Ｐ１，Ｐ２が平行配置されているか、直交配置されているかに応じて、弁装置２０の形態を変更することができる。

　弁装置１及び弁装置２０が備える弁体２に形成される流出路１３の形状は、図２Ａと図２Ｂに示したものには限定されない。つまり流出路１３は、その中心軸Ｃｘ５が、流入路１２の中心軸Ｃｘ４に交角θ４で交差する、内径Ｄの円筒状の流路には、限定されない。図７Ａと図７Ｂに示すように、流出路１３は、中心軸Ｃｘ５が、流入路１２の中心軸Ｃｘ４に交角θ４で交差する、内径Ｄの円筒状の流路と、中心軸Ｃｘ６が、中心軸Ｃｘ５及び中心軸Ｃｘ４と同一平面にあって、中心軸Ｃｘ４に直交する、内径Ｄの円筒状の流路とを重ねあわせて構成されても良い。流出路１３をこのように構成すれば、流出路１３と流出口１１の断面積が拡がるので、弁体２内部の流路抵抗が更に小さくなる。

　弁装置１，２０は、屈曲された流路を備えるジョイント管８が流入ポート５に接続されていて、ジョイント管８の流入ポート５の中心軸周りの取り付け角度を変更して、ジョイント管８の流入ポート５に固定できる。そのため、弁装置１，２０は、第１及び第２の流出ポート６，７に接続される配管Ｐ２，Ｐ３が、流入ポート５に接続される配管Ｐ１に対して、それぞれが平行、直交の関係にある形態と、それぞれが直交、平行の関係にある形態を選択することができる。弁装置１，２０が取り付けられる装置における配管の状態に合わせて、弁装置１，２０の形態を変更することができる。そのため、弁装置１，２０が取り付けられる装置における配管の状態に合わせて、弁装置１，２０の形態を事前に決定して、当該形態を有する弁装置１，２０を製造する必要がない。そのため、当該装置の製造コストを圧縮することができる。

　また、弁装置１，２０の弁本体９に備える流入路１２と流出路１３は互いに接続されて単一の流路を形成していて、前記流路は流入路１２と流出路１３の接続部で屈曲されているが、その屈曲部は従来の弁装置に比べて浅い。そのため、前記流路の屈曲に起因する圧力損失は従来の弁装置に比べて小さい。また、また、弁装置１，２０の弁本体９は、前記流路以外の流路を備えないので、弁本体９の断面積に対する前記流路の断面積の比率を大きくすることができる。そのため、弁本体９あるいは弁装置１，２０の外形寸法を大きくすることなしに、前記流路の断面積を拡大して、圧力損失を小さくすることができる。

（第３の実施の形態）
　図８Ａは、本発明の第３の実施の形態に係る弁装置３０の外形を示す斜視図であり、図８Ｂは弁装置３０の断面図である。また、図９は、弁装置３０が備える弁体３１の外形を示す斜視図である。

　図８Ａと図８Ｂに示すように、弁装置３０は、ケーシング３２を備えていて、ケーシング３２は流出ポート３３と、流入ポート３４，３５を備えている。なお、本実施の形態において、ケーシング３２は弁室の例示である。また、流出ポート３３は第１のポートの例示であり、流入ポート３４，３５は第２のポートの例示である。このように、本実施の形態に係る弁装置３０は、第２のポートを２個、備えている。そして、２個の第２のポートの一方、つまり流入ポート３４にはジョイント管３６が接続されている。２個の第２のポートの他方、つまり流入ポート３５には塞ぎ板３７が宛がわれている。ジョイント管３６はビス３４ａによって流入ポート３４に、塞ぎ板３７はビス３５ａによって流入ポート３５に、それぞれ固定されている。また、ケーシング３２には、弁体３１が回転中心Ｒｘ周りに回転自在に支持されている。また、流出ポート３３とジョイント管３６は、それぞれ図示しない配管に接続される。

　図９に示すように、弁体３１は、弁本体３８と回転駆動軸３９を備えている。弁本体３８は全体として球状の外形を有する部材である。回転駆動軸３９は全体として円柱状の外形を有する部材であって、その基部は弁本体３８に固定されている。回転駆動軸３９の上端部にはＤカット部３９ａが形成され、Ｄカット部３９ａの下方にはセレーション軸部３９ｂが形成されている。Ｄカット部３９ａは、本来、円形である回転駆動軸３９の断面形の一部を切り取って、Ｄ形に成形した形状を有する部分である。セレーション軸部３９ｂは、回転駆動軸３９の外周に等間隔にキー状の凹凸をつけた部位である。なお、図９に示すように、弁本体３８には開口３８ａが形成されているが、開口３８ａを含む弁本体３８の具体的な構成については、後述する。

　図８Ａに示すように、回転駆動軸３９の先端はケーシング３２の外部に突出していて、Ｄカット部３９ａとセレーション軸部３９ｂはケーシング３２の外部に露出している。そのため、Ｄカット部３９ａの切り取られた部分が、どの方向を向いているかを確認することによって、弁体３１のケーシング３２に対する回転中心Ｒｘ周りの回転角度を判別できる。また、セレーション軸部３９ｂは、図示しない回転駆動装置の出力端に嵌合される。

　図８Ｂに示すように、弁本体３８は、ケーシング３２の内部に保持されている。弁本体３８には、第１の開口３８ａと第２の開口３８ｂが形成されている。そして、弁本体３８には、第１の開口３８ａから弁本体３８の中心に向かって弁本体３８の半径方向に延びる第１の流路３８ｃと、第２の開口３８ｂから弁本体３８の中心に向かって弁本体３８の半径方向に延びる第２の流路３８ｄが形成されている。第１の流路３８ｃと第２の流路３８ｄは弁本体３８の内部で互い接続されていて、第１の開口３８ａと第２の開口３８ｂとの間を連絡する連絡流路が形成されている。

　第１の流路３８ｃの中心軸Ｄｘ１と第２の流路３８ｄの中心軸Ｄｘ２は、図８Ｂに現れる弁本体３８の断面の半径方向に延びて、弁本体３８の断面の中心で斜めに交差している。また、中心軸Ｄｘ１と中心軸Ｄｘ２は、弁体３１の回転中心Ｒｘと直交している。

　図８Ｂに示す状態において、第１の開口３８ａは流出ポート３３と向かい合う位置にあり、第２の開口３８ｂは流入ポート３４と向かい合う位置にある。そのため、この状態においては、ジョイント管３６と流入ポート３４を通ってケーシング３２の内部に流入した流体は、第２の流路３８ｄと第１の流路３８ｃを流れて、更に流出ポート３３を通って、ケーシング３２の外部に流出する。つまり、図８Ｂに示す状態において、弁装置３０は開弁状態にあって、流入ポート３４から流出ポート３３に流体が流れる。

　弁本体３８と流出ポート３３の間の隙間にはシートパッキング３２ａとＯリング３２ｂが挟持されている。シートパッキング３２ａとＯリング３２ｂは環状の封止部材であって、弁本体３８と流出ポート３３の間の隙間を液密に封止する。同様に、弁本体３８とジョイント管３６の間の隙間、及び弁本体３８と塞ぎ板３７の間の隙間にも、シートパッキング３２ａとＯリング３２ｂが挟持されていて、これらの隙間も液密に封止される。

　前述したように、弁体３１の回転駆動軸３９は図示しない回転駆動装置の出力端に結合されていて、該回転駆動装置によって、弁体３１は回転中心Ｒｘ周りに回転駆動される。図８Ｂに示す状態において、弁体３１を、回転中心Ｒｘ周りに、時計回りに、つまり矢印ｃｗで示す方向に１３５°回転させると、図１０に示す状態になる。この状態においては、ジョイント管３６は弁本体３８によって閉塞されるので、ジョイント管３６から流出ポート３３に向かう流体の流れは停止される。つまり、弁装置３０は閉弁状態にある。また、この時、第１の開口３８ａは流入ポート３５と向かい合う位置にあり、第２の開口３８ｂは流出ポート３３と向かい合う位置にある。しかしながら、流入ポート３５には塞ぎ板３７が宛がわれていて、塞ぎ板３７と弁本体３８の間の隙間はシートパッキング３２ａとＯリング３２ｂによって、液密に封止されているので、流入ポート３５と流出ポート３３の間で流体は流れない。

　このように、弁装置３０においては、弁本体３８が特定の回転角度にある場合に、つまり回転駆動軸３９が図８Ｂに示す回転角度にある場合には、流出ポート３３が第１の開口３８ａと向かい合うと同時に流入ポート３４が第２の開口３８ｂと向かい合う。そして、弁本体３８が別の特定の回転角度にある場合に、つまり回転駆動軸３９が図１０に示す回転角度にある場合には、流出ポート３３が第２の開口３８ｂと向かい合うと同時に流入ポート３５が第１の開口３８ａと向かい合う。

　図８Ｂに示すように、流出ポート３３の中心軸Ｄｘ３は第１の流路３８ｃの中心軸Ｄｘ１と一致している。中心軸Ｄｘ１および中心軸Ｄｘ３は、第２の流路３８ｄの中心軸Ｄｘ２と斜めに交差している。また、ジョイント管３６は途中で屈曲されている。そのため、ジョイント管３６の流入ポート３４に接続される側の端部の中心軸Dｘ４は第２の流路３８ｄの中心軸Ｄｘ２と一致しているが、ジョイント管３６の図示しない配管に接続される側の端部の中心軸Dｘ５は中心軸Ｄｘ２と斜めに交差している。そして、流出ポート３３の中心軸Ｄｘ３とジョイント管３６の中心軸Dｘ５は互いに平行に延びている。

　前述したように、ジョイント管３６は４本のビス３４ａで流入ポート３４に固定されているので、ビス３４ａによる固定を解除して、ジョイント管３６の流入ポート３４の中心軸周りの取り付け角度を変更して、その後に、ジョイント管３６を４本のビス３４ａで流入ポート３４に固定することができる。本実施の形態では、４本のビス３４ａのそれぞれを、正方形の各頂点であって、流入ポート３４の中心軸に対して対称となる位置に配置しているので、ジョイント管３６の流入ポート３４の中心軸周りの取り付け角度を、９０°ピッチで変更することができる。図１１に示すように、ジョイント管３６の流入ポート３４の中心軸周りの取り付け角度を、図８Ｂに示した取り付け角度から１８０°変更すると、流出ポート３３の中心軸Ｄｘ３とジョイント管３６の中心軸Dｘ５は互いに直交する。

　上記においては、弁装置３０において、流入ポート３４にジョイント管３６を取り付け、流入ポート３５に塞ぎ板３７を宛がう例を示したが、ジョイント管３６と塞ぎ板３７の配置を逆にしてもよい。つまり、図１２に示すように、流入ポート３４に塞ぎ板３７を宛がって、流入ポート３５にジョイント管３６を取り付けても良い。この弁装置３０によれば、弁体３１を回転中心Ｒｘ周りに回転させて、ジョイント管３６と流出ポート３３の間の流路を開閉することができる。また、この弁装置３０においても、ジョイント管３６の流入ポート３５の中心軸周りの取り付け角度を、９０°ピッチで変更することができる。

　図１３に示すように、流入ポート３４と流入ポート３５のそれぞれにジョイント管３６を取り付けることもできる。つまり、弁装置３０に２本のジョイント管３６を備えることもできる。そして、この弁装置３０によれば、弁体３１を回転中心Ｒｘ周りに回転させて、流入ポート３４に接続されたジョイント管３６から流出ポート３３に流体が流れる状態と、流入ポート３５に接続されたジョイント管３６から流出ポート３３に流体が流れる状態を選択することができる。また、この弁装置３０においても、ジョイント管３６の流入ポート３４の中心軸周りの取り付け角度と、ジョイント管３６の流入ポート３５の中心軸周りの取り付け角度を、それぞれ、９０°ピッチで変更することができる。

　以上、説明したように、弁装置１，２０，３０は、ジョイント管８又はジョイント管３６の取り付け角度を変更して、弁装置１，２０，３０を弁装置１，２０，３０が取り付けられる管路における配管配置に適合させることができる。また、弁装置１，２０，３０によれば、従来の弁装置に比べて圧力損失を小さくすることができる。

　なお、本発明の技術的範囲は、上記第１から第３の実施の形態と変形例によっては限定されない。本発明は、特許請求の範囲に記載の技術的思想の限りにおいて、自由に、変形、変更あるいは改良して実施することができる。

　上記第１及び第２の実施の形態においては、流入ポート５から流体が弁装置１，２０の内部に流入し、第１の流出ポート６あるいは第２の流出ポート７から流体が流出する例を示した。つまり、第２のポートを通って流体が弁装置１，２０の内部に流入し、第１のポートを通って流体が弁装置１，２０の外部に流出する例を示したが、弁装置１，２０において流体が流れる方向は逆であっても良い。つまり弁装置１，２０は、第１の流出ポート６あるいは第２の流出ポート７から流体が弁装置１，２０の内部に流入し、流入ポート５から流体が流出するものであっても良い。

　上記第３の実施の形態においては、流入ポート３４又は流入ポート３５から流体が弁装置３０の内部に流入し、流出ポート３３から流体が流出する例を示した。つまり、第２のポートを通って流体が弁装置３０の内部に流入し、第１のポートを通って流体が弁装置３０の外部に流出する例を示したが、弁装置３０において流体が流れる方向は逆であっても良い。つまり、弁装置３０は、流出ポート３３から流体が弁装置３０の内部に流入し、流入ポート３４又は流入ポート３５を通って流体が弁装置３０の外部に流出するものであっても良い。

　要するに、弁装置１，２０，３０は、第１のポートを通って流体が弁装置１，２０，３０の内部に流入し、第２のポートを通って流体が弁装置１，２０，３０の外部に流出するものであっても良い。

　弁装置１，２０，３０の内部を流れる流体は特に限定されない。弁装置１，２０，３０の内部を流れる流体は、液体であっても良いし、気体であっても良い。また、液体あるいは気体の種類は特に限定されない。つまり、弁装置１，２０，３０は各種の液体と気体を取り扱うことができる。

　上記第１及び第２の実施の形態において示した弁装置１，２０の具体的な構成と形状は例示であって、本発明の技術的範囲は、これらによっては限定されない。特に交角θ１～θ４の大きさは例示された数値によっては限定されない。弁装置１，２０は、交角θ１～θ４の大きさを任意に選択して設計される。

　上記第３の実施の形態において示した弁装置３０の具体的な構成と形状は例示であって、本発明の技術的範囲は、これらによっては限定されない。特に流出ポート３３の中心軸Ｄｘ３とジョイント管３６の中心軸Ｄｘ５が交差する角度、及び第１の流路３８ｃの中心軸Ｄｘ１と第２の流路３８ｄの中心軸Ｄｘ２が交差する角度は、図示された角度には限定されない。これらの角度の大きさは任意に選択できる。

　また、弁本体３８の外形は回転中心Ｒｘを回転軸とする回転体であれば十分であり、球体には限定されない。弁本体３８の外形は回転中心Ｒｘを回転軸とする円柱であっても良い。

　図８Ａ／Ｂ，１０，１１，１２に示すように、弁装置３０は、構成部品の組み合わせを変更することによって、その形態を変更することができる。また、各構成部品は、取り合い部の形状と寸法の共通性を維持する限りにおいて、つまり、各構成部品同士の組み付けが可能な状態を維持する限りにおいて、それぞれの形状と寸法を自由に変更することができる。構成部品のそれぞれについて、形状と寸法が異なる複数種の部品を製造すれば、それらを任意に選択して組み合わせることによって、弁装置３０の形態を、さらに様々に変更することができる。

　弁装置１，２０，３０の素材は特に限定されない。弁装置１，２０，３０は、各種の金属材料、あるいは非金属材料で構成されることができる。弁装置１，２０，３０の用途、及び弁装置１，２０，３０が使用される装置あるいはプラントの種類は特に限定されない。弁装置１，２０，３０は、各種の多様な用途、装置あるいはプラントに使用することができる。

　本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

　本出願は、２０１８年３月１２日に出願された日本国特許出願２０１８－０４４０１１号と、２０１８年６月７日に出願された日本国特許出願２０１８－１０９３７８号に基づく。本明細書中に日本国特許出願２０１８－０４４０１１号と日本国特許出願２０１８－１０９３７８号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

　本発明は、流体を輸送する配管に取り付けられて、流路の開閉あるいは流路の変更を行う弁装置として好適に利用することができる。

１　弁装置、２　弁体、２ａ　Ｏリング、２ｂ　シートパッキング、３　弁室、４　回転駆動軸、４ａ　Ｄカット部、４ｂ　セレーション軸部、５　流入ポート、６　第１の流出ポート、７　第２の流出ポート、８ジョイント管、９　弁本体、９ａ　接合部、１０　流入口、１１　流出口、１２　流入路、１３　流出路、２０　弁装置、３０　弁装置、３１　弁体、３２　ケーシング、３２ａ　シートパッキング、３２ｂ　Ｏリング、３３　流出ポート、３４，３５　流入ポート、３６　ジョイント管、３７　塞ぎ板、３８　弁本体、３８ａ　第１の開口、３８ｂ　第２の開口、３８ｃ　第１の流路、３８ｄ　第２の流路、Ｃｘ１～Ｃｘ６　中心軸、Ｄｘ１～Ｄｘ５　中心軸、Ｐ１～Ｐ３　配管。　

Claims

　第１のポートと、
　第２のポートと、
　前記第２のポートに接続されるジョイント管を備え、
　前記第１のポートの中心軸は前記第２のポートの中心軸と交差するとともに、
　前記ジョイント管は、その流路の途中で、前記流路の中心軸が屈曲され、
　さらに、前記ジョイント管は、前記第２のポートの中心軸周りの取り付け角度を変更して、その角度で固定可能な態様で、前記第２のポートに取り付けられている、
　弁装置。
　弁室と、
　前記弁室に保持されて回転駆動される弁体と、を備えるとともに、
　前記弁体は、
　前記弁室を貫通して一方端が前記弁室の外部に突出する回転駆動軸と、
　前記回転駆動軸の他方端に固定されて、前記弁室の内部に保持される弁本体と、を備え、
　前記弁本体は、
　前記回転駆動軸を回転中心とする回転体であって、
　前記回転駆動軸に接続される側の端部に形成された第１の開口と、
　前記回転駆動軸から遠い側の端面に形成された第２の開口と、
　互いに接続されて、前記第１の開口と前記第２の開口との間を連絡する第１の流路及び第２の流路と、を備え、
　前記第１の流路の中心軸は、前記第２の流路の中心軸と交差し、
　前記第２の流路の中心軸は、前記回転駆動軸の回転中心に一致し、
　前記弁室は、
　前記回転駆動軸が特定の回転角度にある場合に前記第１の開口に向かい合う位置に前記第１のポートを、前記第２の開口に向かい合う位置に前記第２のポートを、
　それぞれ備える、
　請求項１に記載の弁装置。
　前記第１の流路の中心軸は、前記第２の流路の中心軸と鋭角で交差する、
　請求項２に記載の弁装置。
　複数個の前記第１のポートを、前記回転駆動軸が、それぞれ異なる特定の回転角度にある場合に前記第１の開口に向かい合う位置に備える、
　請求項２又は請求項３に記載の弁装置。
　前記第１のポートと前記第２のポートをそれぞれ１個ずつ、備える、
　請求項２又は請求項３に記載の弁装置。
　前記第２のポートを２個、備える、
　請求項１に記載の弁装置。
　前記２個の第２のポートの一方には、前記ジョイント管が接続され、
　前記２個の第２のポートの他方には、塞ぎ板が宛がわれている、
　請求項６に記載の弁装置。
　前記２個の第２のポートの両方に、それぞれ、前記ジョイント管が接続されている、
　請求項６に記載の弁装置。
　弁室と、
　前記弁室に保持されて回転駆動される弁体と、を備えるとともに、
　前記弁体は、
　前記弁室を貫通して一方端が前記弁室の外部に突出する回転駆動軸と、
　前記回転駆動軸の他方端に固定されて、前記弁室の内部に保持される弁本体と、を備え、
　前記弁本体は、
　前記回転駆動軸を回転中心とする回転体であって、
　第１の開口と、
　第２の開口と、
　前記第１の開口から、前記弁本体の中心に向かって前記弁本体の半径方向に延びる第１の流路と、
　前記第２の開口から、前記弁本体の中心に向かって前記弁本体の半径方向に延びる第２の流路と、を備えるとともに、
　前記第１の流路と前記第２の流路は互いに接続されて、前記第１の開口と前記第２の開口との間を連絡する連絡流路を形成し、
　前記弁室は、
　前記弁本体が特定の回転角度にある場合に、前記第１のポートが前記弁本体の前記第１の開口と向かい合うと同時に前記２個の第２のポートの一方が前記弁本体の前記第２の開口と向かい合い、前記弁本体が別の特定の回転角度にある場合に、前記第１のポートが前記弁本体の前記第２の開口と向かい合うと同時に前記２個の第２のポートの他方が前記弁本体の前記第１の開口と向かい合う位置に、前記第１のポートと前記２個の第２のポートを備えている、
　請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の弁装置。
　前記弁本体は、前記回転駆動軸を回転中心とする球体である、
　請求項９に記載の弁装置。