WO2024057639A1 - 流路切換弁 - Google Patents

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WO2024057639A1
WO2024057639A1 PCT/JP2023/021262 JP2023021262W WO2024057639A1 WO 2024057639 A1 WO2024057639 A1 WO 2024057639A1 JP 2023021262 W JP2023021262 W JP 2023021262W WO 2024057639 A1 WO2024057639 A1 WO 2024057639A1
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WO
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flow path
valve
valve body
inlet
outlet
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/021262
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English (en)
French (fr)
Inventor
大介 近藤
Original Assignee
株式会社不二工機
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Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社不二工機 filed Critical 株式会社不二工機
Publication of WO2024057639A1 publication Critical patent/WO2024057639A1/ja

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/04—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves
    • F16K11/056—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only lift valves with ball-shaped valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides

Definitions

  • the present disclosure relates to a flow path switching valve.
  • China Patent Application Publication No. 111828682 discloses a control valve (flow path switching valve) that has a first valve body that rotates within the valve body and has five or more ports (pipe joints).
  • connection ports and the combination of flow paths are fixed according to the specifications, so there is no degree of freedom, and if the specifications change, it will be necessary to start over from the design.
  • An object of the present disclosure is to enable easy realization of flow path switching valves with various specifications.
  • the flow path switching valve has a valve chamber formed therein, and a first inlet/outlet and a second inlet/outlet through which fluid enters and exits, respectively, are formed on a wall surface forming the valve chamber, and the valve A valve body having a third inlet/outlet formed in the bottom of the chamber, a first valve body rotatably disposed within the valve chamber and having a flow path formed therein, and a first flow path communicating with the first inlet/outlet.
  • a valve unit including a third flow path and a fourth flow path each connected to a branch part, and a second valve body arranged in the branch part and rotating in conjunction with the first valve body, The communication state of the first inlet/outlet, the second inlet/outlet, and the third inlet/outlet is selectively switched through the flow path of the first valve body, and the third inlet/outlet, the third flow path, and The communication state of the fourth flow path is switched by the second valve body.
  • the second valve body rotates in conjunction with the first valve body, and by rotating the first valve body, the second valve body can also be rotated. Thereby, flow path switching valves with various specifications can be easily realized.
  • the first valve body is a ball valve body having a spherical surface, and the first inlet/outlet and the third inlet/outlet communicate with each other. and a state in which the second inlet/outlet and the third inlet/outlet communicate with each other, the second valve body is a cylindrical valve body having a cylindrical surface, and the third inlet/outlet and the third inlet/outlet communicate with each other. It is possible to switch between a state in which the flow path communicates with the flow path and a state in which the third inlet/outlet and the fourth flow path communicate with each other.
  • the first valve body which is a ball valve body
  • the second valve body which is a cylindrical valve
  • the second valve body can switch between a state where the third inlet/outlet and the third flow path communicate with each other and a state where the third inlet/outlet and the fourth flow path communicate with each other.
  • a third aspect of the flow path switching valve according to the first aspect or the second aspect includes a rotation drive unit that is connected to the valve unit and rotates the first valve body and the second valve body.
  • the second valve body rotates in conjunction with the first valve body, so when the first valve body is rotated by the rotation drive unit, the second valve body can also be rotated. Can be done. Thereby, flow path switching valves with various specifications can be easily realized.
  • a fourth aspect is the flow path switching valve according to the third aspect, wherein the first valve body and the second valve body are connected by a connecting shaft for transmitting the driving force of the rotational drive section.
  • the first valve body and the second valve body are connected by the connecting shaft, so the driving force of the rotational drive section is transmitted from the first valve body to the second valve body. Thereby, the first valve body and the second valve body can be interlocked.
  • one of the valve units is connected to the other valve unit in an overlapping manner, and two of the valve units in the two valve units are connected to each other.
  • the one valve body and the two second valve bodies are rotated by the one rotation drive unit.
  • one valve unit is connected to another valve unit in an overlapping manner. Then, the two first valve bodies and the two second valve bodies in the two valve units are rotated by one rotation drive section. Therefore, compared to the case where two valve units are each provided with a rotary drive section, it is possible to reduce the number of parts and cost.
  • flow path switching valves with various specifications can be easily realized.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a flow path switching valve according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a flow path switching valve according to an embodiment of the present disclosure. It is a perspective sectional view showing a state where a first valve body and a second valve body are in a first angular position. 4 is an enlarged perspective view showing the first valve body and the second valve body in the state of FIG. 3.
  • FIG. It is a perspective sectional view showing a state where a first valve body and a second valve body are in a second angular position. 6 is an enlarged perspective view showing the first valve body and the second valve body in FIG. 5.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the overall configuration of a flow path switching valve according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a sectional view showing a flow path switching valve according to an embodiment of the present disclosure. It is a perspective sectional view showing a state where a first valve body and a second valve body are
  • FIG. 8 It is a perspective sectional view showing the state where a first valve body and a second valve body are in a third angular position.
  • 8 is an enlarged perspective view showing the first valve body and the second valve body in FIG. 7.
  • FIG. It is a perspective sectional view showing the state where a first valve body and a second valve body are in a fourth angular position.
  • 10 is an enlarged perspective view showing the first valve body and the second valve body in FIG. 9.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a flow path switching valve 10 according to an embodiment of the present disclosure, and is drawn from a diagonally rear perspective. In this flow path switching valve 10, two valve units 20 are stacked and connected in the vertical direction.
  • FIG. 2 is a sectional view of the flow path switching valve 10.
  • FIG. 3 is a perspective sectional view of the flow path switching valve 10.
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of the first valve body and the second valve body extracted from FIG. 3.
  • the flow path switching valve 10 is used, for example, as a rotary-type three-way valve that switches the flow path of fluid flowing in the engine room of an automobile. As shown in FIGS. 1 to 3, the flow path switching valve 10 includes a valve unit 20. As shown in FIGS. The flow path switching valve 10 may further include a rotation drive section 18.
  • the valve unit 20 includes a valve main body 14, a first valve body 16, a first flow path 21, a second flow path 22, a branch portion 27, a third flow path 23, a fourth flow path 24, and a third flow path 24. It is equipped with two valve bodies 17. As will be described later, the valve unit 20 can switch between, for example, a state in which the first flow path 21 and the third flow path 23 communicate with each other, and a state in which the second flow path 22 and the third flow path 23 communicate with each other. Further, the valve unit 20 can switch between a state in which the third inlet/outlet 33 and the third flow path 23 communicate with each other and a state in which the third inlet/outlet 33 and the fourth flow path 24 communicate with each other.
  • a valve body 14 is made of, for example, synthetic resin, and has a valve chamber 12 formed therein.
  • the valve chamber 12 is open from above, and a first valve body 16 and a sealing portion 38, which will be described later, are inserted from above.
  • a first inlet/outlet 31 and a second inlet/outlet 32 which face each other and allow fluid to enter and exit, are formed on a wall surface forming the valve chamber 12, for example.
  • the first inlet/outlet 31 is formed on the rear wall of the valve chamber 12
  • the second inlet/outlet 32 is formed on the front wall of the valve chamber 12 . That is, the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 face each other in the front-rear direction of the valve chamber 12.
  • a third inlet/outlet 33 is formed at the bottom of the valve chamber 12 .
  • the first valve body 16 is a ball valve body made of synthetic resin, for example, and is rotatably arranged within the valve chamber 12 .
  • An insertion hole 16A into which the valve shaft 28 of the rotary drive unit 18 is inserted is formed in the upper part of the first valve body 16.
  • the valve shaft 28 and the insertion hole 16A are engaged with each other around the axial direction of the valve shaft 28, so that the rotation of the valve shaft 28 is transmitted to the first valve body 16.
  • the insertion hole 16A penetrates, for example, to the flow path 36 of the first valve body 16.
  • a flow path (internal flow path) 36 is provided inside the first valve body 16 to selectively switch the communication state.
  • the first valve body 16 is formed with a horizontal hole 36A that communicates with the flow path 36 from its outer periphery (side part). Further, the first valve body 16 is formed with a pilot hole 36C that communicates with the flow path 36 from its outer periphery (lower portion). Furthermore, the first valve body 16 has a horizontal hole 36B that joins the center of the horizontal hole 36A from its outer periphery (side part), which is perpendicular to the rotation axis O1 (FIG. 2) of the first valve body 16, and is connected to the horizontal hole 36A. They are formed in orthogonal directions.
  • the flow path 36 has horizontal holes 36A, 36B and a pilot hole 36C, which are configured to communicate with each other.
  • the horizontal holes 36A, 36B can face the first inlet/outlet 31 or the second inlet/outlet 32.
  • the first valve body 16 is in close contact with a seat member 40, which will be described later, and is closed.
  • ribs are formed in the flow path 36 of the first valve body 16 so as to extend in the direction toward the third inlet/outlet 33 (vertical direction).
  • This rib is, for example, a thin plate-like projection, and is formed, for example, on the inner wall of the channel 36 of the first valve body 16 on the back side of the horizontal hole 36A.
  • sealing portions 38 are provided between the first valve body 16 and the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 to seal the space between them.
  • the sealing portion 38 includes, for example, a sheet member 40 and an O-ring 42.
  • the sheet member 40 is made of synthetic resin, for example, and is formed in an annular shape with openings corresponding to the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32. This sheet member 40 is arranged around the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 on the inner wall surface of the valve body 14 (the front and rear wall surfaces of the valve chamber 12), respectively.
  • the first valve body 16 is sandwiched between two seat members 40 and is arranged so as to be rotatable and slidable while contacting each seat member 40 .
  • the space between the seat member 40 and the valve body 14 is sealed airtightly or watertightly by an O-ring 42, respectively.
  • the O-ring 42 is attached to, for example, an O-ring groove (not shown) formed in the sheet member 40.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • PTFE fluororesin
  • synthetic rubber can be used for the O-ring 42.
  • the rotation drive unit 18 is a device connected to a valve unit 20.
  • the rotation drive unit 18 rotates the first valve body 16 so that the communication state of the first inlet/outlet 31 , the second inlet/outlet 32 , and the third inlet/outlet 33 is selectively switched through the flow path of the first valve body 16 .
  • the rotation drive unit 18 rotates the second valve body 17 so that the communication state of the third inlet/outlet 33, the third flow path 23, and the fourth flow path 24 is switched.
  • the rotation drive section 18 is arranged above the valve body 14 in the upper valve unit 20.
  • a bracket 25, for example is fixed on the upper valve body 14, and the rotation drive unit 18 is fixed on the bracket 25 using, for example, a screw 26.
  • An upward opening in the valve chamber 12 of the upper valve body 14 is closed by a bracket 25, for example.
  • the bracket 25 has a shape that closes the opening of the valve chamber 12.
  • the bracket 25 is welded to the inside of the opening of the valve chamber 12 in a spigot-fitted state.
  • the rotation drive unit 18 is, for example, a geared motor.
  • the rotation drive unit 18 is provided with a connector 50 to which wiring for communication with the control unit and power supply is connected, for example.
  • a valve shaft 28 serving as an output shaft is coupled to the rotation drive section 18 .
  • the valve shaft 28 is inserted into a through hole 25A formed in the bracket 25.
  • An O-ring 29 or an X-ring (not shown) is attached to the valve stem 28. This O-ring 29 or X-ring ensures watertightness between the valve shaft 28 and the through hole 25A. Further, the lower end of the valve shaft 28 is inserted into the insertion hole 16A (FIG. 5) of the first valve body 16.
  • the first flow path 21, the second flow path 22, the third flow path 23, the fourth flow path 24, and the branch portion 27 are, for example, pipe portions integrally formed with the valve body 14. It is also possible to rephrase the first flow path 21 as a first port, the second flow path 22 as a second port, the third flow path 23 as a third port, and the fourth flow path 24 as a fourth port.
  • the first flow path 21 is open at both ends, for example, and communicates with the first inlet/outlet 31 of the valve chamber 12 .
  • This first flow path 21 extends linearly, for example, in the left-right direction.
  • the first inlet/outlet 31 is connected to the middle of the first flow path 21 . Thereby, the first flow path 21 and the first inlet/outlet 31 are formed into a substantially T-shape in plan view.
  • the second flow path 22 is arranged parallel to the first flow path 21 with the valve body 14 in between, and is open at both ends, for example, and communicates with the second inlet/outlet 32 .
  • the second flow path 22 extends linearly, for example, in the left-right direction.
  • the second inlet/outlet 32 is connected to the middle of the second flow path 22 . Thereby, the second flow path 22 and the second inlet/outlet 32 are formed into a substantially T-shape in plan view.
  • a female joint 51 is provided at one end of the first flow path 21.
  • a female joint (not shown) similar to the female joint 51 is also provided at one end of the second flow path 22 .
  • Male joints 61 and 62 are provided at the other ends of the first flow path 21 and the second flow path 22, respectively.
  • the male joints 61 and 62 have a structure that allows them to be connected to the female joint 51.
  • Annular grooves 61A, 62A are formed on the outer peripheries of the male joints 61, 62.
  • a pair of arc-shaped slits 51A are formed in the female joint 51, for example.
  • the male joints 61, 62 are fitted into the female joint 51, and are prevented from coming off by fitting clips (not shown) into the grooves 61A, 62A through the slit 51A.
  • the connection portion of each joint is water-tightened by, for example, an O-ring (not shown).
  • a first protrusion 71 that protrudes from the first inlet/outlet 31 side toward the inside of the first flow path 21 is provided at the connection portion of the first flow path 21 with the first inlet/outlet 31.
  • the first protrusion 71 is, for example, an arcuate protrusion formed along the opening of the first inlet/outlet 31 to the first flow path 21 .
  • the range of the first protrusion 71 is, for example, less than half the circumference of the inner peripheral surface of the first flow path 21 on the first inlet/outlet 31 side.
  • One side of the first protrusion 71 in the left-right direction is a concave surface that is an extension of a part of the inner wall of the first flow path 21 .
  • the first protrusion 71 is provided on the left side of the first inlet/outlet 31. Note that the first protrusion 71 may be provided on the right side of the first inlet/outlet 31, or may be provided on both left and right sides of the first protrusion 71.
  • a second protrusion 72 that protrudes from the second inlet/outlet 32 side toward the inside of the second flow path 22 is provided at the connection portion of the second flow path 22 with the second inlet/outlet 32 .
  • the second protrusion 72 is, for example, an arcuate protrusion formed along the opening of the second inlet/outlet 32 to the second flow path 22 .
  • the range of the second protrusion 72 is, for example, less than half the circumference of the inner peripheral surface of the second flow path 22 on the second inlet/outlet 32 side.
  • One side of the second protrusion 72 in the left-right direction is a concave surface that is an extension of a part of the inner wall of the second flow path 22.
  • the second protrusion 72 is provided on the left side of the second inlet/outlet 32. Note that the second protrusion 72 may be provided on the right side of the second inlet/outlet 32, or may be provided on both left and right sides of the second protrusion 72.
  • a sub-flow path 46 closed with a lid 44 may be provided in the first flow path 21, for example, at a position facing the first inlet/outlet 31.
  • the space between the lid body 44 and the end of the sub-channel 46 is sealed by welding or water-tight by a sealing member such as an O-ring.
  • a storage tank (not shown) can be connected to the subchannel 46.
  • the valve units 20 are stacked one above the other, there are two sub-flow passages 46, one above the other. It is also possible to connect these two sub-channels 46 to a storage tank provided with two connection ports.
  • the storage tank may have two storage chambers that correspond to each connection port and are partitioned from each other. This allows the same fluid to be stored separately at different temperatures.
  • a pump (not shown) is attached to the female joint 51 or male joint 61 of the first flow path 21 at the end of the flow path switching valve 10 and the female joint or female joint 62 of the second flow path 22 at the end. be able to.
  • the pump may be attached to the female joint 51 of the first flow path 21 in the upper valve unit 20. Further, the pump may be attached to the female joint of the second flow path 22 in the upper valve unit 20.
  • the pump can supply fluid from other equipment to the first flow path 21, or can supply fluid in the first flow path 21 to other equipment. Further, the pump can supply fluid from other devices to the second channel 22, or supply fluid in the second channel 22 to other devices.
  • the branch portion 27 is a portion that communicates with the third inlet/outlet 33 and branches in at least two directions.
  • the third flow path 23 and the fourth flow path 24 are flow paths connected to the branch portion 27, respectively.
  • the third flow path 23 extends forward from the branch part 27 and is open on the side opposite to the branch part 27.
  • the fourth flow path 24 extends rearward from the branch portion 27 and is open on the side opposite to the branch portion 27. That is, the third flow path 23 and the fourth flow path 24 extend linearly in opposite directions, for example.
  • the opening-side end of the third flow path 23 protrudes forward from the second flow path 22, for example. Further, the opening side end of the fourth flow path 24 protrudes rearward from the first flow path 21, for example.
  • a male joint 64 connectable to piping to other equipment is provided at the opening side ends of the third flow path 23 and the fourth flow path 24, respectively.
  • a through hole 23D is formed at the bottom of the valve body 14 below the third inlet/outlet 33.
  • the valve shaft 58 can be passed through the through hole 23D. Water is cut off between the valve shaft 58 and the through hole 23D by an O-ring 60. If no other valve unit is stacked below, a structure without the through hole 23D may be used.
  • the through hole 23D may be configured to be closed with a separate member (for example, as a closing portion).
  • the closure may include a temperature sensor (not shown).
  • the temperature sensor is supported by, for example, the closing part, and is arranged such that its tip is located in the branch part 27 (second valve body 17). By using the temperature sensor, the temperature within the branch portion 27 (second valve body 17), that is, within the third flow path 23 or the fourth flow path 24, can be accurately measured.
  • the second valve body 17 is disposed within the branch portion 27, rotates in conjunction with the first valve body 16, and is, for example, a cylindrical valve body having a cylindrical surface. Specifically, the second valve body 17 is formed with side holes 17A, 17B and an upper hole 17C. The horizontal hole 17B is formed, for example, in a direction perpendicular to the rotation axis O1 (FIG. 2) of the second valve body 17 and perpendicular to the horizontal hole 17A.
  • By rotating the second valve body 17 it is possible to switch between a state in which the third inlet/outlet 33 and the third flow path 23 communicate with each other and a state in which the third inlet/outlet 33 and the fourth flow path 24 communicate with each other. It is now possible to do so.
  • a cylindrical sealing portion 78 is provided between the branch portion 27 and the second valve body 17.
  • the sealing portion 78 is formed with through holes that communicate with the third flow path 23 and the fourth flow path 24, respectively. This through hole is formed to have a larger diameter than the horizontal holes 17A and 17B in order to suppress an increase in water flow resistance.
  • the upper hole 17C communicates with the third inlet/outlet 33 of the valve chamber 12.
  • the lower part of the second valve body 17 is sealed by, for example, a support portion of the valve shaft 58, specifically, an O-ring 60.
  • This valve shaft 58 engages with the second valve body 17 in the circumferential direction, and as the valve shaft 58 rotates, the second valve body 17 also rotates.
  • the second valve body 17 and the valve stem 58 may be integrally molded.
  • valve unit 20 can be stacked and connected to the side opposite to the rotation drive section 18 of one valve unit 20.
  • a portion of the upper valve unit 20 that overlaps with the lower valve unit 20 is a lid that closes off the valve chamber 12 of the lower valve unit 20.
  • This closing structure is generally similar to the closing structure of the valve chamber 12 by the bracket 25, and the bottom of the upper valve body 14 is fitted with a spigot inside the opening of the valve chamber 12 in the lower valve body 14. Welded.
  • one valve unit 20 may be connected to another valve unit 20 in an overlapping manner, and the two first valve bodies 16 in the two valve units 20 may be rotated by one rotation drive unit 18.
  • the valve shaft 28 of the upper valve unit 20 and the valve shaft 58 of the lower valve unit 20 are connected by a connecting shaft 56.
  • the connecting shaft 56 connects the upper and lower valve shafts 28 and 58 through the inside of the upper first valve body 16 and the inside of the second valve body 17.
  • the upper and lower valve shafts 58 in the lower valve unit 20 are also connected by another connecting shaft 56. That is, the two connecting shafts 56 are arranged on the rotation axis O1, and connect the valve shaft 28 and the two valve shafts 58 in series.
  • the angular positions of the horizontal holes 16A, 16B of the first valve body 16 are the same, and the horizontal holes 17A, 17B of the second valve body 17 are the same.
  • the upper and lower valve units 20 may each be provided with a rotation drive unit 18, and the rotations of the first valve body 16 and the second valve body 17 may be controlled separately.
  • the distance W between the centers of the end of the first flow path 21 and the end of the second flow path 22 in one valve unit 20 is the state in which one valve unit 20 is connected to another valve unit 20 in an overlapping manner.
  • may be equal to the center-to-center distance H between the ends of the first flow path 21 in the overlapping direction. In other words, W H may be satisfied.
  • the present embodiment is configured as described above, and its operation will be described below.
  • the first valve body 16 is rotated by the rotary drive unit 18, thereby controlling the first inlet/outlet 31, the second inlet/outlet 32, and the third inlet/outlet 33 of the valve chamber 12.
  • the communication state can be selectively switched through the flow path 36 of the first valve body 16.
  • the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 face each other with the valve chamber 12 in between, and the first valve element 16, which is a ball valve element, has horizontal holes 36A and 36B formed in directions perpendicular to each other.
  • the first valve body 16 and the second valve body 17, which is a cylindrical valve body, are connected via the connecting shaft 56 and the valve shaft 58, so that the driving force of the rotary drive unit 18 is transferred from the first valve body 16 to the second valve body 17. It is transmitted to the second valve body 17. Thereby, the first valve body 16 and the second valve body 17 can be interlocked.
  • the second valve body 17 also has horizontal holes 17A and 17B formed in directions perpendicular to each other.
  • the upper hole 17C of the second valve body 17 communicates with the third inlet/outlet 33.
  • the third inlet/outlet 33 and the third flow path 23 communicate with each other
  • the third inlet/outlet 33 and the fourth flow path 24 communicate with each other. You can switch between the states. Thereby, the flow from the first flow path 21 or the second flow path 22 can be made to flow to the third flow path 23 or the fourth flow path 24 depending on the specifications.
  • first flow path 21 and second flow path 22 of one valve unit 20 can be connected to the first flow path 21 and second flow path 22 of another valve unit 20, respectively. Therefore, by combining the valve units 20, flow path switching valves with various specifications can be easily realized.
  • a female joint 51 is provided at one end of the first flow path 21 and the second flow path 22, and male joints 61 and 62 are provided at the other ends of the first flow path 21 and the second flow path 22, respectively.
  • the male joints 61 and 62 are connectable to the female joint 51, respectively. Therefore, for example, the first passages 21 and the second passages 22 of one valve unit 20 and another valve unit 20 can be easily connected.
  • a rib (not shown) extending in the direction toward the third inlet/outlet 33 is formed in the flow path 36 of the first valve body 16, it is possible to rectify the fluid flowing inside the first valve body 16. can.
  • the orientation of the first valve body 16 can be easily adjusted by applying force to the ribs.
  • the first protrusion 71 disturbs the flow of fluid in the first flow path 21. be done. Thereby, the fluid flowing through the first flow path 21 can be guided to the first inlet/outlet 31.
  • the second protrusion 72 is provided at the connection part of the second flow path 22 with the second inlet/outlet 32 of the valve chamber 12, the second protrusion 72 allows the flow of fluid in the second flow path 22. By disturbing the flow, the fluid flowing through the second flow path 22 can be guided to the second inlet/outlet 32. In this way, the inflow of fluid from the first flow path 21 and the second flow path 22 into the valve chamber 12 can be promoted.
  • valve unit 20 By making it possible to stack and connect another valve unit 20 on the side opposite to the rotation drive unit 18 of one valve unit 20, the degree of freedom in combining the valve units 20 can be increased.
  • valve unit 20 that can be stacked with another valve unit 20 is a lid 68 that closes the valve chamber 12 of the other valve unit 20
  • a separate part for closing the valve chamber 12 of the other valve unit 20 is not required when stacking the one valve unit 20 with the other valve unit 20. This prevents an increase in the number of parts and improves workability when stacking and connecting the valve units 20.
  • a female joint 51 is provided at one end of the first flow path 21 and the second flow path 22, and male joints 61, 62 are provided at the other ends of the first flow path 21 and the second flow path 22, and are connectable to the female joint 51.
  • these joint structures are respectively provided, a structure that does not have such a joint structure may also be used.
  • the recess 23B is provided in the bent portion 23A of the third flow path 23, a configuration may be adopted in which such a recess 23B is not provided.
  • ribs are formed in the flow path 36 of the first valve body 16, a structure without such ribs may be used.
  • first protrusion 71 is provided at the connection part with the first inlet/outlet 31 in the first flow path 21, and the second protrusion 72 is provided in the connection part with the second inlet/outlet 32 in the second flow path 22.
  • first protrusion 71 or the second protrusion 72 may be provided, or the first protrusion 71 and the second protrusion 72 may not be provided.
  • valve unit 20 can be stacked and connected to the side opposite to the rotation drive unit 18 of one valve unit 20, other members may be interposed between the two valve units 20. . Further, such a connection may not be possible.
  • branch portion 27 communicates with the third inlet/outlet 33 and branches in at least two directions, it may branch in three or four directions, for example.

Abstract

流路切換弁は、弁室に第一入出口及び第二入出口が形成され、弁室の底面に第三入出口が形成された弁本体と、弁室内に回転自在に配置され、かつ流路が形成された第一弁体と、第一入出口と連通する第一流路と、弁本体を挟んで第一流路に並設され第二入出口と連通する第二流路と、第三入出口と連通し少なくとも二方向に分岐する分岐部と、分岐部にそれぞれ接続された第三流路及び第四流路と、分岐部内に配置され第一弁体と連動して回転する第二弁体と、を備えた弁ユニットを有し、第一入出口、第二入出口及び第三入出口の連通状態が第一弁体を通じて選択的に切り換わり、第三入出口、第三流路及び第四流路の連通状態が第二弁体によって切り換わる。

Description

流路切換弁
　本開示は、流路切換弁に関する。
　中国特許出願公開第１１１８２８６８２号明細書には、バルブ本体内に回転する第一弁体を有し、５以上のポート（管継手）を有する制御弁（流路切換弁）が開示されている。
　しかしながら、上記した従来例では、仕様に応じて接続ポートの数や流路の組合せが固定されているため自由度がなく、仕様が変われば設計からやり直す必要が生じると考えられる。
　本開示は、様々な仕様の流路切換弁を容易に実現できるようにすることを目的とする。
　第１の態様に係る流路切換弁は、内部に弁室が形成されると共に、前記弁室を形成する壁面にそれぞれ流体が出入りする第一入出口及び第二入出口が形成され、前記弁室の底面に第三入出口が形成された弁本体と、前記弁室内に回転自在に配置され、かつ流路が形成された第一弁体と、前記第一入出口と連通する第一流路と、前記弁本体を挟んで前記第一流路に並設され、前記第二入出口と連通する第二流路と、前記第三入出口と連通し少なくとも二方向に分岐する分岐部と、前記分岐部にそれぞれ接続された第三流路及び第四流路と、前記分岐部内に配置され前記第一弁体と連動して回転する第二弁体と、を備えた弁ユニットを有し、前記第一入出口、前記第二入出口及び前記第三入出口の連通状態が前記第一弁体の前記流路を通じて選択的に切り換わると共に、前記第三入出口、前記第三流路及び前記第四流路の連通状態が前記第二弁体によって切り換わる。
　この流路切換弁では、第二弁体が第一弁体に連動して回転するようになっており、第一弁体を回転させることで第二弁体も回転させることができる。これにより、様々な仕様の流路切換弁を容易に実現できる。
　第２の態様は、第１の態様に係る流路切換弁において、前記第一弁体が、球面を有するボール弁体であり、前記第一入出口と前記第三入出口とが連通する状態と、第二入出口と前記第三入出口とが連通する状態とを切り換えることができ、前記第二弁体は、円筒面を有する円筒弁体であり、前記第三入出口と前記第三流路とが連通する状態と、前記第三入出口と前記第四流路とが連通する状態とを切り換えることができる。
　この流路切換弁では、ボール弁体である第一弁体により、第一入出口と第三入出口とが連通する状態と、第二入出口と第三入出口とが連通する状態とを切り換えることができる。また、円筒弁である第二弁体により、第三入出口と第三流路とが連通する状態と、第三入出口と第四流路とが連通する状態とを切り換えることができる。これにより、仕様に応じて、第一流路又は第二流路からの流れを、第三流路又は第四流路へ流すことができる。
　第３の態様は、第１の態様又は第２の態様に係る流路切換弁において、前記弁ユニットに連結され、前記第一弁体及び前記第二弁体を回転させる回転駆動部を有する。
　この流路切換弁では、第二弁体が第一弁体に連動して回転するようになっているため、回転駆動部により第一弁体を回転させることで第二弁体も回転させることができる。これにより、様々な仕様の流路切換弁を容易に実現できる。
　第４の態様は、第３の態様に係る流路切換弁において、前記第一弁体と前記第二弁体は、前記回転駆動部の駆動力を伝達するための連結軸で連結されている。
　この流路切換弁では、第一弁体と第二弁体とが連結軸で連結されているので、回転駆動部の駆動力が第一弁体から第二弁体に伝達される。これにより、第一弁体と第二弁体を連動させることができる。
　第５の態様は、第３の態様又は第４の態様に係る流路切換弁において、一の前記弁ユニットに他の前記弁ユニットが重ねて連結され、２つの前記弁ユニットにおける２つの前記第一弁体及び２つの前記第二弁体を１つの前記回転駆動部により回転させる。
　この流路切換弁では、一の弁ユニットに他の弁ユニットが重ねて連結されている。そして、２つの弁ユニットにおける２つの第一弁体及び２つの第二弁体を、１つの回転駆動部により回転させる。したがって、２つの弁ユニットにそれぞれ回転駆動部を設ける場合と比較して、部品点数の削減とコストの低減を図ることができる。
　本開示によれば、様々な仕様の流路切換弁を容易に実現できる。
本開示の一実施形態に係る流路切換弁の全体構成を示す斜視図である。 本開示の一実施形態に係る流路切換弁を示す断面図である。 第一弁体及び第二弁体が第一の角度位置にある状態を示す斜視断面図である。 図３の状態における第一弁体及び第二弁体を示す拡大斜視図である。 第一弁体及び第二弁体が第二の角度位置にある状態を示す斜視断面図である。 図５における第一弁体及び第二弁体を示す拡大斜視図である。 第一弁体及び第二弁体が第三の角度位置にある状態を示す斜視断面図である。 図７における第一弁体及び第二弁体を示す拡大斜視図である。 第一弁体及び第二弁体が第四の角度位置にある状態を示す斜視断面図である。 図９における第一弁体及び第二弁体を示す拡大斜視図である。
　以下、本開示を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
　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。図１において、「Ｕ」は上方向（上側）、「Ｄ」は下方向（下側）、「ＬＨ」は左方向（左側）、「ＲＨ」は右方向（右側）、「Ｆ」は前方向（前側）、「Ｒ」は後方向（後側）を示している。「上下方向」とは、矢印Ｕ方向及び矢印Ｄ方向を意味する。「左右方向」とは、矢印ＬＨ方向及び矢印ＲＨ方向を意味する。そして、「前後方向」とは、矢印Ｆ方向及び矢印Ｒ方向を意味する。
　図１は、本開示の一実施形態に係る流路切換弁１０の全体構成を示す斜視図であり、斜め後方からの視点で描かれている。この流路切換弁１０では、上下方向に２つの弁ユニット２０が重ねられて連結されている。図２は、流路切換弁１０の断面図である。図３は、流路切換弁１０の斜視断面図である。図４は、図３から第一弁体及び第二弁体の部分を抜き出した拡大斜視図である。
　流路切換弁１０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ある。図１から図３に示されるように、流路切換弁１０は、弁ユニット２０を有している。流路切換弁１０は、更に回転駆動部１８を有していてもよい。
［弁ユニット］
　弁ユニット２０は、弁本体１４と、第一弁体１６と、第一流路２１と、第二流路２２と、分岐部２７と、第三流路２３と、第四流路２４と、第二弁体１７とを備えている。後述するように、弁ユニット２０は、例えば、第一流路２１と第三流路２３が連通する状態と、第二流路２２と第三流路２３が連通する状態とを切り換えることができる。また、弁ユニット２０は、第三入出口３３と第三流路２３とが連通する状態と、第三入出口３３と第四流路２４とが連通する状態とを切り換えることができる。
（弁本体）
　図２において、弁本体１４は、例えば合成樹脂製とされ、内部に弁室１２が形成されている。弁室１２の上方向は開口しており、上方向から後述する第一弁体１６及び封止部３８が挿入されている。弁室１２を形成する壁面には、例えば互いに対向しそれぞれ流体が出入りする第一入出口３１及び第二入出口３２が形成されている。一例として、第一入出口３１は弁室１２の後方向の壁面に形成され、第二入出口３２は弁室１２の前方向の壁面に形成されている。つまり、第一入出口３１と第二入出口３２は、弁室１２の前後方向に対向している。また、弁室１２の底面には、第三入出口３３が形成されている。
（第一弁体）
　第一弁体１６は、例えば合成樹脂から作製されたボール弁体であり、弁室１２内に回転自在に配置されている。第一弁体１６の上部には、回転駆動部１８における弁軸２８が挿し込まれる挿込み穴１６Ａが形成されている。弁軸２８と挿込み穴１６Ａとは、弁軸２８の軸方向回りに互いに係合しており、弁軸２８の回転が第一弁体１６に伝達されるようになっている。挿込み穴１６Ａは、例えば第一弁体１６の流路３６まで貫通している。
　弁本体１４の第一入出口３１、第二入出口３２及び第三入出口３３を選択的に連通させるべく、言い換えれば、第一入出口３１、第二入出口３２及び第三入出口３３の連通状態を選択的に切り換えるべく、第一弁体１６の内部には流路（内部流路）３６が設けられている。
　詳細には、第一弁体１６には、その外周（側部）から流路３６に通じる横穴３６Ａが形成されている。また、第一弁体１６には、その外周（下部）から流路３６に通じる下穴３６Ｃが形成されている。更に、第一弁体１６には、その外周（側部）から横穴３６Ａの中央に合流する横穴３６Ｂが、例えば第一弁体１６の回転軸線Ｏ１（図２）に直交し、かつ横穴３６Ａと直交する方向に形成されている。第一弁体１６を９０°回転させることで、第一入出口３１と第三入出口３３が連通する状態と、第二入出口３２と第三入出口３３が連通する状態とを切り換えることができる。つまり、流路３６は、横穴３６Ａ，３６Ｂと下穴３６Ｃとを有し、これらが互いに連通して構成されている。
　第一弁体１６の状態に応じて、横穴３６Ａ，３６Ｂは、第一入出口３１又は第二入出口３２と対向可能となっている。何れの入出口も、横穴３６Ａ，３６Ｂが対向していない状態では、第一弁体１６が後述するシート部材４０に密着して閉じられた状態となる。
　図示は省略するが、第一弁体１６の流路３６には、第三入出口３３に向かう方向（上下方向）に延びるリブが形成されている。このリブは、例えば薄板状の突起であり、例えば第一弁体１６の流路３６における横穴３６Ａの奥側の内壁に形成されている。
　図２において、第一弁体１６と第一入出口３１，第二入出口３２との間には、各々の間を封止する封止部３８がそれぞれ設けられている。封止部３８は、例えばシート部材４０とＯリング４２とを有している。シート部材４０は、例えば合成樹脂から作製され、第一入出口３１、第二入出口３２に対応する開口を持つ円環状に形成されている。このシート部材４０は、弁本体１４の内壁面（弁室１２の前後の壁面）における第一入出口３１，第二入出口３２周りにそれぞれ配置されている。第一弁体１６は、２つのシート部材４０に挟まれており、各々のシート部材４０に接触しながら回転摺動自在に配置されている。
　シート部材４０と弁本体１４との間は、それぞれＯリング４２により例えば気密的、水密的にシールされている。Ｏリング４２は、例えばシート部材４０に形成されたＯリング溝（図示せず）に取り付けられている。
　一例として、弁本体１４、及び第一弁体１６にＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）を使用し、シート部材４０にＰＴＦＥ（フッ素樹脂）を使用し、Ｏリング４２に合成ゴムを使用することができる。
（回転駆動部）
　図２において、回転駆動部１８は、弁ユニット２０に連結された装置である。回転駆動部１８は、第一入出口３１、第二入出口３２及び第三入出口３３の連通状態が第一弁体１６の流路を通じて選択的に切り換わるように第一弁体１６を回転させる。また、回転駆動部１８は、第三入出口３３、第三流路２３及び第四流路２４の連通状態が切り換わるように第二弁体１７を回転させる。回転駆動部１８は、上側の弁ユニット２０における弁本体１４の上方に配置されている。
　具体的には、上側の弁本体１４の上には、例えばブラケット２５が固定され、該ブラケット２５の上に回転駆動部１８が例えばねじ２６を用いて固定されている。上側の弁本体１４の弁室１２における上方向の開口は、例えばブラケット２５により閉塞されている。換言すれば、ブラケット２５が、弁室１２の開口を塞ぐ形状を有している。ブラケット２５は、弁室１２の開口の内側にインロー嵌合した状態で溶着される。
　回転駆動部１８は、例えばギヤードモータである。この回転駆動部１８には、例えば制御部との通信及び電力供給のための配線が接続されるコネクタ５０が設けられている。回転駆動部１８には、出力軸としての弁軸２８が結合されている。弁軸２８は、ブラケット２５に形成された貫通孔２５Ａに挿通されている。弁軸２８には、Ｏリング２９又はＸリング（図示せず）が取り付けられている。このＯリング２９又はＸリングにより、弁軸２８と貫通孔２５Ａとの間の水密性が確保されている。また、弁軸２８の下端は、第一弁体１６の挿込み穴１６Ａ（図５）に挿し込まれている。
（第一流路、第二流路、第三流路、第四流路、分岐部）
　第一流路２１、第二流路２２、第三流路２３、第四流路２４及び分岐部２７は、例えば弁本体１４と一体的に構成された管部である。第一流路２１を第一ポート、第二流路２２を第二ポート、第三流路２３を第三ポート、第四流路２４を第四ポートと言い換えることもできる。
　第一流路２１は、例えば両端が開口し、弁室１２の第一入出口３１と連通している。この第一流路２１は、例えば左右方向に直線的に延びている。第一入出口３１は、第一流路２１の途中に接続されている。これにより、第一流路２１と第一入出口３１は、平面視で略Ｔ字形に形成されている。
　第二流路２２は、弁本体１４を挟んで第一流路２１に並設され、例えば両端が開口し、第二入出口３２と連通している。第二流路２２は、例えば左右方向に直線的に延びている。第二入出口３２は、第二流路２２の途中に接続されている。これにより、第二流路２２と第二入出口３２は、平面視で略Ｔ字形に形成されている。
　第一流路２１の一端には、雌継手５１が設けられている。第二流路２２の一端にも雌継手５１と同様の雌継手（図示せず）が設けられている。第一流路２１及び第二流路２２の他端には、雄継手６１，６２がそれぞれ設けられている。雄継手６１，６２は、雌継手５１と接続可能な構造とされている。雄継手６１，６２の外周には、環状の溝６１Ａ，６２Ａが形成されている。また、雌継手５１には、例えば一対の弧状のスリット５１Ａが形成されている。雄継手６１，６２は、雌継手５１に嵌入され、スリット５１Ａを通じてクリップ（図示せず）を溝６１Ａ，６２Ａに嵌めることで、抜け止めがなされる構造となっている。各継手の接続部分の止水は、例えばＯリング（図示せず）により行われる。このような継手構造を有することにより、一の弁ユニット２０の第一流路２１及び第二流路２２に、別の弁ユニット２０の第一流路２１及び第二流路２２をそれぞれ接続して連結可能とされている。なお、この継手構造は一例であり、他の任意の継手構造を用いることが可能である。
　図２において、第一流路２１における第一入出口３１との接続部には、第一入出口３１側から第一流路２１の内部に向かって突出する第一突起部７１が設けられている。この第一突起部７１は、例えば第一流路２１に対する第一入出口３１の開口に沿って形成された弧状の突条である。第一突起部７１の範囲は、例えば第一流路２１の内周面における第一入出口３１側の半周未満とされている。左右方向における第一突起部７１の片面は、第一流路２１の内壁の一部を延長した凹面とされている。図示の例では、第一突起部７１は第一入出口３１の左側に設けられている。なお、第一突起部７１が第一入出口３１の右側に設けられていてもよく、第一突起部７１の左右両側に設けられていてもよい。
　また、第二流路２２における第二入出口３２との接続部には、第二入出口３２側から第二流路２２の内部に向かって突出する第二突起部７２が設けられている。この第二突起部７２は、例えば第二流路２２に対する第二入出口３２の開口に沿って形成された弧状の突条である。第二突起部７２の範囲は、例えば第二流路２２の内周面における第二入出口３２側の半周未満とされている。左右方向における第二突起部７２の片面は、第二流路２２の内壁の一部を延長した凹面とされている。図示の例では、第二突起部７２は第二入出口３２の左側に設けられている。なお、第二突起部７２が第二入出口３２の右側に設けられていてもよく、第二突起部７２の左右両側に設けられていてもよい。
　図１、図３に示されるように、第一流路２１における例えば第一入出口３１と対向する位置には、蓋体４４で閉塞された副流路４６が設けられていてもよい。蓋体４４と副流路４６の端部との間は、溶着により封止され、またはＯリング等のシール部材により止水されている。蓋体４４を取り外すことで、副流路４６を利用することも可能である。副流路４６には、例えば貯留タンク（図示せず）を接続することが可能である。弁ユニット２０を上下に重ねた場合には、副流路４６が上下に２つ存在する。この２つの副流路４６を、２つの接続口が設けられた貯留タンクに接続することも可能である。この場合、貯留タンクは、各々の接続口に対応し、互いに仕切られた２つの貯留室を有していてもよい。これにより、同じ流体でも温度の異なる流体を別々に貯留できる。
　また、流路切換弁１０における末端の第一流路２１の雌継手５１又は雄継手６１と、末端の第二流路２２の雌継手又は雌継手６２には、それぞれポンプ（図示せず）を取り付けることができる。ポンプは、上側の弁ユニット２０における第一流路２１の雌継手５１に取り付けられていてもよい。また、ポンプは、上側の弁ユニット２０における第二流路２２の雌継手に取り付けられていてもよい。ポンプは、他の機器からの流体を第一流路２１に供給したり、第一流路２１の流体を他の機器に供給したりすることができる。また、ポンプは、他の機器からの流体を第二流路２２に供給したり、第二流路２２の流体を他の機器に供給したりすることができる。
　図２において、分岐部２７は、第三入出口３３と連通し、少なくとも二方向に分岐する部位である。第三流路２３及び第四流路２４は、分岐部２７にそれぞれ接続された流路である。例えば、第三流路２３は、分岐部２７から前方に延び、分岐部２７と反対側が開口している。また、第四流路２４は、分岐部２７から後方に延び、分岐部２７と反対側が開口している。つまり、第三流路２３と第四流路２４とは、例えば互いに反対方向に直線的に延びている。第三流路２３の開口側の末端は、例えば第二流路２２より前方に突出している。また、第四流路２４の開口側の末端は、例えば第一流路２１より後方に突出している。第三流路２３及び第四流路２４の開口側の末端には、他の機器への配管に接続可能な例えば雄継手６４がそれぞれ設けられている。
　弁本体１４における第三入出口３３の下方の底部には、例えば貫通孔２３Ｄが形成されている。貫通孔２３Ｄには弁軸５８を通すことが可能となっている。弁軸５８と貫通孔２３Ｄとの間は、Ｏリング６０により止水されている。下方に他の弁ユニットが重ねられない場合、貫通孔２３Ｄのない構造とされてもよい。なお、貫通孔２３Ｄが設けられていても、これを別部材（例えば閉塞部とする）で閉塞する構成であってもよい。例えば、閉塞部は、温度センサを備えていてもよい（図示せず）。温度センサは、例えば閉塞部に支持されており、先端が分岐部２７（第二弁体１７）内に位置するように配置される。温度センサを用いることにより、分岐部２７（第二弁体１７）内、つまり第三流路２３又は第四流路２４内の温度を正確に測定できる。
（第二弁体）
　第二弁体１７は、分岐部２７内に配置され、第一弁体１６と連動して回転する、例えば円筒面を有する円筒弁体である。具体的には、第二弁体１７には、横穴１７Ａ，１７Ｂと、上穴１７Ｃが形成されている。横穴１７Ｂは、例えば第二弁体１７の回転軸線Ｏ１（図２）に直交し、かつ横穴１７Ａと直交する方向に形成されている。第二弁体１７を回転させることで、第三入出口３３と第三流路２３とが連通する状態と、第三入出口３３と第四流路２４とが連通する状態とを切り換えることができるようになっている。
　分岐部２７と第二弁体１７の間には、筒状の封止部７８が設けられている。封止部７８には、第三流路２３と第四流路２４にそれぞれ通じる貫通穴がそれぞれ形成されている。この貫通穴は、通水抵抗の増加を抑制するため、横穴１７Ａ，１７Ｂよりも大径に形成されている。
　上穴１７Ｃは、弁室１２の第三入出口３３と連通している。第二弁体１７の下方は、例えば弁軸５８の支持部分、具体的にはＯリング６０により封止されている。この弁軸５８は、第二弁体１７と周方向に係合しており、弁軸５８の回転に伴い第二弁体１７も回転するようになっている。第二弁体１７と弁軸５８は、一体成形されていてもよい。
［弁ユニットの重ね合せ］
　本実施形態では、一の弁ユニット２０の回転駆動部１８と反対側に、他の弁ユニット２０を重ねて連結可能とされている。上側の弁ユニット２０のうち下側の弁ユニット２０と重ねられる部位は、下側の弁ユニット２０の弁室１２を閉塞する蓋とされている。この閉塞構造は、ブラケット２５による弁室１２の閉塞構造と概ね同様であり、上側の弁本体１４の底部が、下側の弁本体１４における弁室１２の開口の内側にインロー嵌合した状態で溶着される。
　また、一の弁ユニット２０に他の弁ユニット２０を重ねて連結し、２つの弁ユニット２０における２つの第一弁体１６を１つの回転駆動部１８により回転させる構造であってもよい。この例では、上側の弁ユニット２０の弁軸２８と、下側の弁ユニット２０の弁軸５８とが、連結軸５６により連結されている。連結軸５６は、上側の第一弁体１６の内部と第二弁体１７の内部を通って、上下の弁軸２８，５８を連結している。回転駆動部１８で上側の弁軸２８を回転駆動すると、その回転が連結軸５６を介して下側の弁軸５８に伝達され、上下の第一弁体１６及び第二弁体１７が同期して回転するようになっている。また、下側の弁ユニット２０における上下の弁軸５８も、別の連結軸５６により連結されている。つまり、２本の連結軸５６が回転軸線Ｏ１上に配置され、弁軸２８と、２本の弁軸５８を直列に連結している。本実施形態では、一例として、上下の弁ユニット２０において、第一弁体１６の横穴１６Ａ，１６Ｂの角度位置が一致し、第二弁体１７の横穴１７Ａ，１７Ｂが一致している。
　なお、上下の弁ユニット２０に回転駆動部１８をそれぞれ設け、第一弁体１６及び第二弁体１７の回転制御を別々に行うようにしてもよい。
　図１において、一の弁ユニット２０における第一流路２１の端部と第二流路２２の端部の中心間距離Ｗが、一の弁ユニット２０に他の弁ユニット２０を重ねて連結した状態における重なり方向での第一流路２１の端部同士の中心間距離Ｈと等しくてもよい。つまり、Ｗ＝Ｈであってもよい。
（作用）
　本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。本実施形態に係る流路切換弁１０では、回転駆動部１８により第一弁体１６を回転させることで、弁室１２の第一入出口３１、第二入出口３２及び第三入出口３３の連通状態を、第一弁体１６の流路３６を通じて選択的に切り換えることができる。第一入出口３１と第二入出口３２が弁室１２を挟んで対向し、ボール弁体である第一弁体１６には、互いに直交する方向に横穴３６Ａ，３６Ｂが形成されている。したがって、第一弁体１６を９０°ずつ回転させることで、第一入出口３１と第三入出口３３が連通する状態と、第二入出口３２と第三入出口３３が連通する状態とを切り換えることができる。
　第一弁体１６と円筒弁体である第二弁体１７とは、連結軸５６及び弁軸５８を介して連結されているので、回転駆動部１８の駆動力が第一弁体１６から第二弁体１７に伝達される。これにより、第一弁体１６と第二弁体１７を連動させることができる。第二弁体１７にも、互いに直交する方向に横穴１７Ａ，１７Ｂが形成されている。第二弁体１７の上穴１７Ｃは、第三入出口３３に連通している。これにより、第二弁体１７を９０°ずつ回転させることで、第三入出口３３と第三流路２３とが連通する状態と、第三入出口３３と第四流路２４とが連通する状態とを切り換えることができる。これにより、仕様に応じて、第一流路２１又は第二流路２２からの流れを、第三流路２３又は第四流路２４へ流すことができる。
　ここで、図示の仕様の場合における流路の切換例について説明する。第一弁体１６及び第二弁体１７が図３、図４に示される角度位置にあるとき、第一弁体１６の横穴３６Ａが第一入出口３１と連通し、第二弁体１７の横穴１７Ｂが第三流路２３と連通している。第一弁体１６の横穴３６Ｂと第二弁体１７の横穴１７Ａは塞がれている。したがって、この状態では、各々の弁ユニット２０において、第一流路２１と第三流路２３とが連通している。
　第一弁体１６及び第二弁体１７が図５、図６に示される角度位置にあるとき、第一弁体１６の横穴３６Ｂが第一入出口３１と連通し、第二弁体１７の横穴１７Ａが第四流路２４と連通している。第一弁体１６の横穴３６Ａと第二弁体１７の横穴１７Ｂは塞がれている。したがって、この状態では、各々の弁ユニット２０において、第一流路２１と第四流路２４とが連通している。
　第一弁体１６及び第二弁体１７が図７、図８に示される角度位置にあるとき、第一弁体１６の横穴３６Ａが第二入出口３２と連通し、第二弁体１７の横穴１７Ｂが第四流路２４と連通している。第一弁体１６の横穴３６Ｂと第二弁体１７の横穴１７Ａは塞がれている。したがって、この状態では、各々の弁ユニット２０において、第二流路２２と第四流路２４とが連通している。
　そして、第一弁体１６及び第二弁体１７が図９、図１０に示される角度位置にあるとき、第一弁体１６の横穴３６Ｂが第二流路２２と連通し、第二弁体１７の横穴１７Ａが第三流路２３と連通している。第一弁体１６の横穴３６Ａと第二弁体１７の横穴１７Ｂは塞がれている。したがって、この状態では、各々の弁ユニット２０において、第二流路２２と第三流路２３とが連通している。
　図示は省略するが、一の弁ユニット２０の第一流路２１及び第二流路２２には、他の弁ユニット２０の第一流路２１及び第二流路２２をそれぞれ接続して連結可能とされているので、弁ユニット２０の組合せにより様々な仕様の流路切換弁を容易に実現できる。具体的には、第一流路２１及び第二流路２２の一端に雌継手５１が設けられ、第一流路２１及び第二流路２２の他端に雄継手６１，６２がそれぞれ設けられている。雄継手６１，６２は、雌継手５１とそれぞれ接続可能である。したがって、例えば一の弁ユニット２０と他の弁ユニット２０の第一流路２１同士、第二流路２２同士を容易に接続することができる。
　図１において、例えばＷ＝Ｈであると、重ねられた２つの弁ユニット２０の第一流路２１及び第二流路２２の方向に、他の重ねられた２つの弁ユニット２０を接続して連結する場合に、第一流路２１同士、第二流路２２同士を接続するだけでなく、第一流路２１と第二流路２２を接続することも可能となる。つまり、２つの弁ユニット２０を互いに９０°回転させて接続することができる。このため、弁ユニット２０の組合せの自由度を更に高めることができる。
　更に、第一弁体１６の流路３６に、第三入出口３３に向かう方向に延びるリブ（図示せず）が形成されている場合、第一弁体１６内を流れる流体を整流することができる。弁室１２内への第一弁体１６の組付け時には、リブに力を作用させることで、第一弁体１６の向きを容易に調整することができる。
　また、第一流路２１における弁室１２の第一入出口３１との接続部に第一突起部７１が設けられている場合、第一突起部７１で第一流路２１での流体の流れが乱される。これにより、第一流路２１を流れる流体を第一入出口３１へ導くことができる。また、第二流路２２における弁室１２の第二入出口３２との接続部に第二突起部７２が設けられている場合、第二突起部７２で第二流路２２での流体の流れを乱すことで、第二流路２２を流れる流体を第二入出口３２へ導くことができる。このようにして、第一流路２１及び第二流路２２から弁室１２への流体の流入を促進できる。
　更に、一の弁ユニット２０の回転駆動部１８と反対側に、他の弁ユニット２０を重ねて連結可能とすることで、弁ユニット２０の組合せの自由度を高めることができる。
　一の弁ユニット２０のうち別の弁ユニット２０と重ねられる部位が、他の弁ユニット２０の弁室１２を閉塞する蓋６８とされている場合、一の弁ユニット２０と別の弁ユニット２０を重ねる際に、他の弁ユニット２０の弁室１２を閉塞するための別部品が不要となる。このため、部品点数の増加を抑制すると共に、弁ユニット２０を重ねて連結する際の作業性を高めることができる。
　重ねられた２つの弁ユニット２０における２つの第一弁体１６及び第二弁体１７を１つの回転駆動部１８により回転させる場合、２つの弁ユニット２０にそれぞれ回転駆動部１８を設ける場合と比較して、部品点数の削減とコストの低減を図ることができる。
　このように、本実施形態によれば、様々な仕様の流路切換弁を容易に実現できる。
［他の実施形態］
　以上、本開示の実施形態の一例について説明したが、本開示の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
　第一流路２１及び第二流路２２の一端に雌継手５１がそれぞれ設けられ、第一流路２１及び第二流路２２の他端に、雌継手５１と接続可能な構造の雄継手６１，６２がそれぞれ設けられるものとしたが、このような継手構造を有しない構成であってもよい。
　第三流路２３の屈曲部２３Ａに凹部２３Ｂが設けられるものとしたが、このような凹部２３Ｂを設けない構成であってもよい。第一弁体１６の流路３６にリブが形成されるものとしたが、このようなリブのない構成であってもよい。
　第一流路２１における第一入出口３１との接続部に第一突起部７１が設けられ、第二流路２２における第二入出口３２との接続部に第二突起部７２が設けられると記載した。しかしながら、第一突起部７１又は第二突起部７２の何れかが設けられていてもよく、第一突起部７１及び第二突起部７２が設けられていなくてもよい。
　一の弁ユニット２０の回転駆動部１８と反対側に、他の弁ユニット２０を重ねて連結可能であるものとしたが、２つの弁ユニット２０の間に他の部材が介在していてもよい。また、このような連結が可能でなくてもよい。
　一の弁ユニット２０における第一流路２１の端部と第二流路２２の端部の中心間距離Ｗが、一の弁ユニット２０に他の弁ユニット２０を重ねて連結した状態における重なり方向での第一流路２１の端部同士の中心間距離Ｈと等しいものとした（Ｗ＝Ｈ）が、中心間距離Ｗが中心間距離Ｈと異なっていてもよい。また、上記の流路切換弁では弁ユニット２０を２段に重ねた構成としたが、３段以上重ねてもよい。
　分岐部２７が、第三入出口３３と連通し、少なくとも二方向に分岐するものとしたが、例えば三方向や四方向に分岐してもよい。
　上下の弁ユニット２０において、第一弁体１６の横穴１６Ａ，１６Ｂの角度位置が一致し、第二弁体１７の横穴１７Ａ，１７Ｂが一致しているものとしたが、仕様によっては横穴の位置が一致していなくてもよい。
　２０２２年９月１３日に出願された日本国特許出願２０２２－１４５６２３号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (5)

  1. 　内部に弁室が形成されると共に、前記弁室を形成する壁面にそれぞれ流体が出入りする第一入出口及び第二入出口が形成され、前記弁室の底面に第三入出口が形成された弁本体と、前記弁室内に回転自在に配置され、かつ流路が形成された第一弁体と、前記第一入出口と連通する第一流路と、前記弁本体を挟んで前記第一流路に並設され、前記第二入出口と連通する第二流路と、前記第三入出口と連通し少なくとも二方向に分岐する分岐部と、前記分岐部にそれぞれ接続された第三流路及び第四流路と、前記分岐部内に配置され前記第一弁体と連動して回転する第二弁体と、を備えた弁ユニットを有し、
    　前記第一入出口、前記第二入出口及び前記第三入出口の連通状態が前記第一弁体の前記流路を通じて選択的に切り換わると共に、
    　前記第三入出口、前記第三流路及び前記第四流路の連通状態が前記第二弁体によって切り換わる、流路切換弁。
  2. 　前記第一弁体は、球面を有するボール弁体であり、前記第一入出口と前記第三入出口とが連通する状態と、第二入出口と前記第三入出口とが連通する状態とを切り換えることができ、
    　前記第二弁体は、円筒面を有する円筒弁体であり、前記第三入出口と前記第三流路とが連通する状態と、前記第三入出口と前記第四流路とが連通する状態とを切り換えることができる、請求項１に記載の流路切換弁。
  3. 　前記弁ユニットに連結され、前記第一弁体及び前記第二弁体を回転させる回転駆動部を有する、請求項１に記載の流路切換弁。
  4. 　前記第一弁体と前記第二弁体は、前記回転駆動部の駆動力を伝達するための連結軸で連結されている、請求項３に記載の流路切換弁。
  5. 　一の前記弁ユニットに他の前記弁ユニットが重ねて連結され、
    　２つの前記弁ユニットにおける２つの前記第一弁体及び２つの前記第二弁体を１つの前記回転駆動部により回転させる、請求項３に記載の流路切換弁。
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