WO2024057647A1 - 流路切換弁 - Google Patents

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WO2024057647A1
WO2024057647A1 PCT/JP2023/022507 JP2023022507W WO2024057647A1 WO 2024057647 A1 WO2024057647 A1 WO 2024057647A1 JP 2023022507 W JP2023022507 W JP 2023022507W WO 2024057647 A1 WO2024057647 A1 WO 2024057647A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
gear
flow path
inlet
outlet
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/022507
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大介 近藤
健一 望月
Original Assignee
株式会社不二工機
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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 WO2024057647A1 publication Critical patent/WO2024057647A1/ja

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Classifications

    • 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
    • F16K11/08—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks
    • F16K11/087—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only taps or cocks with spherical plug

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) having a rotating valve body within the valve body and having a plurality of communication ports (pipe joints).
  • a control member for rotating the valve body.
  • rotation drive unit for rotating the valve body
  • the present disclosure provides a flow path switching valve with a reduced number of rotational drive parts.
  • a first aspect is a flow path switching valve including a plurality of valve units in which communication states of a plurality of flow paths are changed by rotating a valve body provided in a valve chamber of a valve body, wherein one a first valve shaft that rotates the valve body of the valve unit; a second valve shaft that is provided in parallel with the first valve shaft and rotates the valve body of the other valve unit; and the first valve shaft; and a rotational drive unit for rotating the second valve shaft, and a driving force distribution mechanism that distributes the rotational driving force of the rotational drive unit to the first valve shaft and the second valve shaft.
  • the driving force of the rotary drive unit is distributed between the first valve shaft and the second valve shaft by the driving force distribution mechanism, and the first valve shaft is used to distribute the driving force of the rotary drive unit to the valve body of one valve unit. can be rotated, and the valve body of the other valve unit can be rotated by the second valve shaft. That is, in this flow path switching valve, the valve body of each valve unit can be rotated with a small number of rotational drive parts, and the communication state of the plurality of flow paths can be changed.
  • a second aspect is the flow path switching valve according to the first aspect, wherein the valve body is formed with a first inlet/outlet and a second inlet/outlet through which fluid enters and exits, respectively, on a wall surface forming the valve chamber; A third inlet/outlet is formed on the bottom surface of the valve chamber, and a flow path is formed in the valve body to allow communication with any of the first inlet/outlet, the second inlet/outlet, and the third inlet/outlet. and the valve unit includes a first flow path communicating with the first inlet/outlet, and a second flow path arranged in parallel with the first flow path with the valve body sandwiched therebetween and communicating with the second inlet/outlet.
  • a third flow path is formed that communicates with the third inlet/outlet and is open on the side opposite to the third inlet/outlet, and the first flow path of one of the valve units is connected to the second flow path of the other valve unit.
  • the driving force distribution mechanism transmits rotational driving force to the first valve shaft and the second valve shaft, and the driving force distribution mechanism transmits rotational driving force to the first valve shaft, the second valve shaft, and the third valve shaft.
  • the valve body is rotated so that the communication state of the outlet is selectively switched through the flow path of the valve body.
  • the communication state of the first inlet/outlet, the second inlet/outlet, and the third inlet/outlet of the valve chamber can be selectively switched through the passage of the valve body.
  • the first flow path of one valve unit to the second flow path of the other valve unit, it is possible to increase the variation in flow path switching compared to the case where they are not connected. Become.
  • the driving force distribution mechanism includes a first gear connected to the first valve shaft and a first gear connected to the second valve shaft.
  • the device includes a second gear connected to the drive unit, and a third gear connected to the rotation drive unit and meshed with the first gear and the second gear.
  • the first gear and the second gear that mesh with the third gear are simultaneously rotationally driven and connected to the first gear.
  • the first valve shaft connected to the second gear and the second valve shaft connected to the second gear can be simultaneously rotated.
  • the number of teeth of the third gear is smaller than the number of teeth of the first gear and the number of teeth of the second gear.
  • the rotation drive unit can function as a speed reducer.
  • a fifth aspect is the flow path switching valve according to the third aspect or the fourth aspect, in which the third gear is provided between the first gear and the second gear.
  • a third gear is provided between the first gear and the second gear to rotate the third gear.
  • the driving portion can be disposed between one valve unit and the other valve unit, and the driving force distribution mechanism can be made compact. Also, assuming that the distance between the first valve shaft and the second valve shaft is constant, the first gear of one valve unit and the second gear of the other valve unit are engaged, and the first gear and the second The diameters of the first gear and the second gear when the third gear is engaged with any of the gears are the diameters of the first gear and the second gear when the third gear is provided between the first gear and the second gear as in the fifth aspect. The diameter is larger than that of the first gear and the second gear. That is, when the third gear is provided between the first gear and the second gear as in the fifth aspect, the first gear and The diameter of the second gear can be made small, and the driving force distribution mechanism can be made compact.
  • a sixth aspect is the flow path switching valve according to any one of the third to fifth aspects, wherein the valve body has an opening that allows the valve body to be inserted into the valve chamber.
  • the driving force distribution mechanism is a unit-side gear that closes the opening of one of the valve units and the opening of the other of the valve units, and connects the one of the valve units and the other of the valve units.
  • the device includes a case, and the unit-side gear case has a recess formed on a side opposite to the valve chamber, and the first gear, the second gear, and the third gear are arranged in the recess.
  • the unit side gear case has the first function of connecting one valve unit and the other valve unit, and the first function, the second gear, and the third gear. It has a second function as a gear box to be placed, and the number of parts can be reduced compared to the case where the two functions are configured with separate members.
  • a seventh aspect is the flow path switching valve according to the sixth aspect, wherein the unit side gear case is welded to the valve body of one of the valve units and the valve body of the other valve unit.
  • the recess of the unit-side gear case is covered with a gear case cover welded to the unit-side gear case.
  • the inside of the recess in which the first gear, second gear, and third gear are arranged can be sealed.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the overall configuration of a flow path switching valve according to an embodiment of the present disclosure. It is a partially cutaway perspective view showing a flow path switching valve in which two valve units are stacked one on top of the other and two valve bodies are rotated simultaneously.
  • FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the valve unit.
  • FIG. 3 is a partially cutaway perspective view showing the valve unit. It is a front view showing a valve body. It is a bottom view showing a valve body.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the overall configuration of the flow path switching valve with a part of the driving force distribution mechanism cut away. It is a longitudinal cross-sectional view showing a flow path switching valve.
  • FIG. 3 is a plan view showing the inside of the driving force distribution mechanism.
  • FIG. 3 is a horizontal sectional view showing the valve unit.
  • FIG. 3 is a front view showing the valve unit viewed from the male joint side of the first flow path.
  • FIG. 7 is a plan view showing main parts of a driving force distribution mechanism according to another embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing main parts of a driving force distribution mechanism according to still another embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing a state in which a left small sector gear is meshed with a large sector gear in a principal part of a driving force distribution mechanism according to still another embodiment.
  • 15 is a plan view showing a state in which the right small sector gear is engaged with the large sector gear in the driving force distribution mechanism of FIG. 14.
  • 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.
  • this flow path switching valve 10 two valve units 20 are connected in the left-right direction, and another valve unit 20 is stacked below each valve unit 20. In other words, four valve units 20 are combined.
  • FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a flow path switching valve 10 in which two valve units 20 are stacked one on top of the other and two valve bodies 16 are rotated by one rotation drive unit 18.
  • This FIG. 2 corresponds to the two upper and lower valve units 20 extracted from FIG. 1.
  • 3 and 4 are partially cutaway perspective views showing one valve unit 20.
  • the flow path switching valve 10 is used, for example, as a rotary-type three-way valve (FIG. 3) that switches the flow path of fluid flowing in the engine room of an automobile. As shown in FIG. 1, the flow path switching valve 10 includes a valve unit 20, a rotation drive section 18, and a driving force distribution mechanism 100.
  • the valve unit 20 of this embodiment includes a valve body 14, a valve body 16, a first flow path 21, a second flow path 22, and a third flow path 23. ing.
  • the valve unit 20 has two states, for example, a state in which the first flow path 21 and the third flow path 23 communicate with each other, a state in which the second flow path 22 and the third flow path 23 communicate with each other, and a state in which the first flow path 21 and the third flow path 23 communicate with each other.
  • the passage 21, the second flow passage 22, and the third flow passage 23 are three-way valves that switch between states in which they are not in communication with each other.
  • valve body 14 In FIGS. 3 and 4, the valve body 14 is made of synthetic resin, for example, and has a valve chamber 12 formed therein. The upper side of the valve chamber 12 is open, and a valve body 16 and a sealing part 38, which will be described later, are inserted from above. That is, the valve body 14 has an opening 15 on the upper side into which the valve body 16 and the sealing part 38 can be inserted.
  • 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 .
  • valve body 16 In FIGS. 2, 3, 5, and 6, the valve body 16 is a ball-shaped member made of, for example, synthetic resin, and is rotatably arranged within the valve chamber 12.
  • An insertion hole 16A is formed in the upper part of the valve body 16, into which a lower end portion of a gear shaft 28, which will be described later, is inserted.
  • the gear shaft 28 and the insertion hole 16A are engaged with each other around the axial direction of the gear shaft 28, so that the rotation of the gear shaft 28 is transmitted to the valve body 16.
  • a flow path 36 which will be described next, is formed in the valve body 16, and the insertion hole 16A penetrates, for example, to the flow path 36 of the valve body 16.
  • a flow path (internal flow path) 36 is provided inside the valve body 16 to selectively switch the communication state. That is, by rotating the valve body 16, the flow path 36 can communicate with any one of the first flow path 21, the second flow path 22, and the third flow path 23.
  • the valve body 16 is formed with a horizontal hole 36A that communicates with the flow path 36 from its outer periphery (side part).
  • valve body 16 is formed with a pilot hole 36C that communicates with the flow path 36 from its outer periphery (lower portion).
  • the flow path 36 communicates from the side hole 36A to the pilot hole 36C.
  • the horizontal hole 36A can face the first inlet/outlet 31 or the second inlet/outlet 32.
  • the valve body 16 is in close contact with a seat member 40, which will be described later, and is closed.
  • the flow path 36 of the valve body 16 is formed with a rib 16B that extends in the direction (vertical direction) toward the third inlet/outlet 33.
  • This rib 16B is, for example, a thin plate-like projection, and is formed, for example, on the inner wall of the side hole 36A in the flow path 36 of the valve body 16 on the back side.
  • sealing portions 38 are provided between the valve body 16 and the first inlet/outlet 31 and between the valve body 16 and the second inlet/outlet 32, respectively. It is being 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 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.
  • first flow path 21, the second flow path 22, and the third flow path 23 are, for example, pipe portions integrally formed with the valve body 14.
  • the first flow path 21 can also be referred to as a first port, the second flow path 22 as a second port, and the third flow path 23 as a third 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 .
  • the first flow path 21 and the first inlet/outlet 31 are formed into a substantially T-shape in plan view (see FIG. 10).
  • 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 (see FIG. 10).
  • female joints 51 and 52 are provided at one ends of the first flow path 21 and the second flow path 22, respectively.
  • 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 configured to be connectable to the female joints 51 and 52.
  • Annular grooves 61A, 62A are formed on the outer peripheries of the male joints 61, 62.
  • a pair of arc-shaped slits 51A, 52A are formed in the female joints 51, 52, for example. As shown in FIGS.
  • the male joints 61, 62 are fitted into the female joints 51, 52, respectively, and the clip 34 is fitted into the grooves 61A, 62A through the slits 51A, 52A. It has a structure that prevents it from coming off.
  • the connection portion of each joint is water-tightened by, for example, an O-ring 66.
  • 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 (not shown) such as an O-ring.
  • a sealing member such as an O-ring.
  • 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 52 or male joint 62 of the second flow path 22 at the end of the flow path switching valve 10.
  • a pump (not shown) can be attached to the.
  • a pump (not shown) communicating with the first flow path 21 can supply fluid from other devices to the first flow path 21 or supply fluid in the first flow path 21 to other devices.
  • a pump (not shown) communicating with the second flow path 22 supplies fluid from other devices to the second flow path 22 or supplies fluid in the second flow path 22 to other devices via the joint 92. You can do it.
  • the third flow path 23 communicates with the third inlet/outlet 33 and is open on the side opposite to the third inlet/outlet 33.
  • the third flow path 23 has a bent portion 23A.
  • the third entrance/exit 33 is located above the bent portion 23A.
  • the end of the third flow path 23 on the opening side is located, for example, in front of the bent portion 23A, and protrudes forward from the second flow path 22, for example.
  • a male joint 64 is provided, which can be connected to piping to other equipment.
  • a spherical recess 23B is provided in a portion of the bent portion 23A of the third flow path 23 that faces the third inlet/outlet 33, that is, below the third inlet/outlet 33.
  • the recess 23B is formed in a substantially hemispherical shape.
  • the recessed portion 23B is recessed below the bottom 23C of the horizontal flow path on the front side of the bent portion 23A.
  • a through hole 23D is formed at the bottom of the recess 23B.
  • 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.
  • the valve unit 20 has a structure in which, for example, the bottom of the recess 23B does not have the through hole 23D, like the lower valve unit 20 in FIG. Note that even if the through hole 23D is provided, it may be configured to be closed with a separate member (for example, the closing portion 86).
  • the closing portion 86 may include a temperature sensor 84, as shown in FIG.
  • the temperature sensor 84 is supported by, for example, the closing portion 86 and is disposed such that its tip is located within the third flow path 23 .
  • an O-ring 88 is attached to the closing portion 86. This O-ring 88 ensures watertightness between the closing portion 86 and the through hole 23D. By using the temperature sensor 84, the temperature within the third flow path 23 can be accurately measured.
  • the driving force distribution mechanism 100 includes a gear 102 and a small gear 114, which will be described later.
  • the driving force distribution mechanism 100 includes a unit-side gear case 24 that connects the two valve bodies 14, and as shown in FIG. 3) is closed by the unit side gear case 24.
  • the unit-side gear case 24 has a shape that closes the openings 15 of the two valve bodies 14.
  • the unit-side gear cases 24 are welded, for example, inside the openings 15 of each valve body 14 in a spigot-fitted state.
  • the unit-side gear case 24 is provided with a convex portion 30 on the outer peripheral portion. This convex portion 30 faces or abuts a peripheral edge of a gear case cover 118, which will be described later.
  • the protrusion 30 may be a melting margin.
  • a recess 26 is formed in the upper part of the unit-side gear case 24 in which a gear 102 and a small gear 114, which will be described later, are arranged.
  • a hole 24A is formed in the unit-side gear case 24, and a gear shaft 28, which will be described below, passes through the hole 24A.
  • the lower end of the gear shaft 28 is inserted into the insertion hole 16A of the valve body 16, and the axially intermediate portion is rotatably inserted into the hole 24A.
  • An O-ring 29 or an X-ring (not shown) is attached to the axially intermediate portion of the gear shaft 28 to seal the gap between the gear shaft 28 and the hole 24A. This O-ring 29 or X-ring ensures airtightness and watertightness between the gear shaft 28 and the hole 24A.
  • the gear shaft 28 protruding from the upper surface of the unit-side gear case 24 has a flange 28A and a fitting hole 104 of a gear 102, which will be described next.
  • a joint portion 28B is formed.
  • the gear 102 of this embodiment is a spur gear as an example, but may be a helical gear.
  • a fitting hole 104 is formed in the center of the gear 102, and the fitting part 28B of the gear shaft 28 is inserted into the fitting hole 104. It matches.
  • a boss 106 is formed on the upper surface of the unit-side gear case 24 at an intermediate portion between one hole 24A and the other hole 24A.
  • a bearing hole 108 is formed in the boss 106 .
  • a shaft portion 112 of a geared shaft 110 that receives a driving force from the rotation drive portion 18 is rotatably inserted into the bearing hole 108 .
  • the side walls of one valve body 14 and the side walls of the other valve body 14 are close to each other, and both walls that are close to each other are welded to the unit-side gear case 24 below the boss 106. Therefore, the vicinity of the boss 106 has high rigidity and is difficult to deform. Therefore, the geared shaft 110 can be stably supported by the boss 106.
  • the geared shaft 110 has a small gear 114 that is a spur gear provided above the shaft portion 112, and a fitting shaft 116 provided above the small gear 114. These shaft portion 112, small gear 114, and fitting shaft 116 are integrally formed.
  • the small gear 114 meshes with one gear 102 and the other gear 102.
  • the small gear 114 of this embodiment has fewer teeth than the gear 102.
  • the number of teeth of the small gear 114 is 12, and the number of teeth of the gear 102 is 24.
  • the number of teeth of each gear is not limited to the number of teeth of this embodiment, and may be changed as necessary. Can be changed.
  • one of the two gears 102 is an example of the first gear of the present disclosure
  • the other of the two gears 102 is an example of the second gear of the present disclosure
  • the small gear 114 is an example of the third gear of the present disclosure. It is.
  • a gear case cover 118 is arranged above the unit side gear case 24.
  • the gear case cover 118 includes a pair of protrusions 120 that are inserted into a recess 28C formed at the upper end of the gear shaft 28, and a hole 122 through which the fitting shaft 116 of the geared shaft 110 passes. is formed.
  • the peripheral edge of the gear case cover 118 is, for example, welded to the peripheral edge of the unit-side gear case 24, so that the unit-side gear case 24 and gear case cover 118 are integrated.
  • the unit-side gear case 24 and the gear case cover 118 constitute a gear box (casing).
  • a small gear 114 is arranged between one gear 102 and the other gear 102. More specifically, in the driving force distribution mechanism 100 of this embodiment, the center of the geared shaft 110 (small gear 114) is located on the straight line L connecting the center of one gear 102 and the center of the other gear 102. are doing.
  • the small gear 114 is arranged between one gear 102 and the other gear 102
  • the small gear 114 is meshed with one gear 102 and the other gear 102
  • the center of the small gear 114 is not limited to the case where the center of the small gear 114 is located on the straight line L connecting the center of one gear 102 and the center of the other gear 102; Including cases where there is none.
  • the rotation drive unit 18 is fixed on the gear case cover 118 of the driving force distribution mechanism 100 using, for example, screws 25 (FIG. 1). .
  • the rotation drive unit 18 is a device connected to the valve unit 20 via the driving force distribution mechanism 100.
  • the rotation drive unit 18 transmits rotational force to the 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 36 of the valve body 16 .
  • the rotation drive unit 18 of this embodiment 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 fitting shaft 116 of a geared shaft 110 is coupled to a rotation shaft (not shown) of the rotation drive unit 18 . Therefore, when the rotation shaft (not shown) of the rotation drive unit 18 rotates, the rotation drive force of the rotation drive unit 18 is transmitted to the valve body 16 via the small gear 114 and the gear 102.
  • valve unit 20 is connected to the lower side of the upper one valve unit 20 in an overlapping manner.
  • a portion of the upper valve unit 20 that overlaps with the lower valve unit 20 is a lid 68 that closes the valve chamber 12 of the lower valve unit 20.
  • the bottom of the upper valve body 14 is welded with a pilot fitting inside the opening 15 of the lower valve body 14.
  • this embodiment has a structure in which one valve unit 20 is connected to another valve unit 20 in a vertically stacked manner, and the two valve bodies 16 in the two valve units 20 are rotated simultaneously.
  • the gear 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 gear shaft 28 and the valve shaft 58 through the inside of the upper valve body 16 and the vertical flow path of the third flow path 23 .
  • gear shaft 28, the connection shaft 56, and the valve shaft 58 are examples of the first valve shaft and the second valve shaft of the present disclosure. As shown in FIG. 8, the gear shaft 28, connection shaft 56, and valve shaft 58 of the left valve unit 20 and the gear shaft 28, connection shaft 56, and valve shaft 58 of the right valve unit 20 are arranged in parallel with each other. It is provided.
  • the flow path switching valve 10 of this embodiment is configured as described above, and its operation will be described below.
  • the small gear 114 rotates the gear 102.
  • FIG. 9 as an example, when the small gear 114 is rotated in the CCW direction (counterclockwise direction), one gear 102 and the other gear 102 both rotate in the direction of rotation of the small gear 114. Rotate in the opposite direction of arrow CW (clockwise).
  • the driving force distribution mechanism 100 is able to divide the rotary drive unit 18 between one of the left and right valve units 20 and the other valve unit. It has the function of distributing to the 20 side and the function of a speed reducer.
  • the valve bodies 16 of the two upper and lower valve units 20 on one side of the left and right and the valve bodies 16 of the two upper and lower valve units 20 on the other side of the left and right are connected to one rotary drive unit 18.
  • the rotation driving unit 18 can reduce the number of In other words, according to the flow path switching valve 10 of this embodiment, the valve bodies 16 of all the valve units 20 can be rotated simultaneously with the minimum number of rotation drive parts 18, and the number of parts can be reduced. Control of the rotation drive unit 18 is also simplified.
  • the torque required to rotate the valve bodies 16 of the two upper and lower valve units 20 on one side of the left and right sides is A
  • the valve bodies 16 of the two upper and lower valve units 20 on one side of the left and right sides are driven in one rotation.
  • the torque of the rotation drive unit 18 is required to be at least A. If the reduction ratio of the driving force distribution mechanism 100 is 1, the torque of the rotary drive section 18 that rotates the valve bodies 16 of all the valve units 20 will require at least 2 A.
  • the driving force distribution mechanism 100 of this embodiment is a reduction gear with a reduction ratio of 2
  • the rotational torque required for the rotational drive section 18 is only A, and the rotational drive section 18 is large-sized and has a large torque. There is no need to replace it.
  • the flow path switching valve 10 by rotating the valve body 16, the first inlet/outlet 31, the second inlet/outlet 32, and the third inlet/outlet 33 of the valve chamber 12 are controlled.
  • the communication state can be selectively switched through the flow path 36 of the valve body 16, and the communication state of a plurality of flow paths can be changed.
  • valve unit 20 of the above embodiment is a three-way valve, it may have a valve structure other than the three-way valve, such as a four-way valve or an on-off valve.
  • valve body 16 in the above embodiment has a spherical shape, it may have another shape such as a cylindrical shape as long as it rotates.
  • the center of the geared shaft 110 (small gear 114) is located on the straight line L connecting the center of one gear 102 and the center of the other gear 102. (See FIG. 9), the center of the geared shaft 110 may be located at a position offset from the straight line L.
  • valve units 20 are connected vertically, but three or more valve units 20 may be connected vertically.
  • the small gear 114 is arranged between the two gears 102 to rotate the two gears 102 in the same direction, but as shown in FIG.
  • the rotational direction of one gear 102 and that of the other gear 102 can be changed.
  • the direction of rotation can also be reversed.
  • FIG. 13 by meshing the small gear 124 between the small gear 114 and the other gear 102, the rotational direction of one gear 102 and the rotational direction of the other gear 102 are reversed. You can also do that.
  • the flow path switching valve 10 has been described with the rotation drive unit 18 on the upper side, but the posture when using the flow path switching valve 10 is as shown in the drawings with the rotation drive unit 18 on the upper side. It's not just about posture.
  • the driving force distribution mechanism 100 may include a large sector gear 214 having a toothless portion 214B and a pair of small sector gears 202 having a toothless portion 202B.
  • the large sector gear 214 about half in the circumferential direction is a series of toothed portions 214A, and the remaining portion is a toothless portion 214B.
  • the small sector gear 202 most of the circumferential portion is a series of toothed portions 202A, and the remaining portion is a toothless portion 202B.
  • the number of teeth of the toothed portion 214A of the large sector gear 214 and the number of teeth of the toothed portion 202A of each small sector gear 202 are, for example, equal to each other.
  • the toothless portion 202B of the small sector gear 202 is, for example, a concave surface having a curvature equivalent to the curvature of the toothless portion 214B of the large sector gear 214.
  • the large sector gear 214 is a driving gear
  • the small sector gear 202 is a driven gear.
  • the large sector gear 214 meshes with one of the small sector gears 202 (for example, the left small sector gear 202 in FIG. 14) depending on the angular position of the toothed portion 214A, and distributes the driving force.
  • the toothless portion 202B of the other small sector gear 202 (the right small sector gear 202 in FIG. 14) is in contact with the toothless portion 214B of the large sector gear 214, and when the large sector gear 214 rotates, the toothless portion 202B, 214B slide against each other.
  • the other small sector gear 202 is stopped, with no driving force being distributed from the large sector gear 214.
  • one rotary drive section 18 drives either small sector gear 202, and one valve unit 20 and the other valve unit 20 are driven.
  • the flow path switching can be performed independently. In other words, the flow path of one valve unit 20 can be changed without changing the flow path of the other valve unit 20, and the flow path of one valve unit 20 can be changed without changing the flow path of the other valve unit 20. It can be performed.
  • the small sector gear 202 is a small gear whose entire circumference is the toothed part 202A, and the radius from the center of the large sector gear 214 to the outer periphery of the toothless part 214B is set so that the toothless part 214B of the large sector gear 214 does not come into contact with the small gear. You can also set
  • the large sector gear 214 is a driving gear and the small sector gear 202 is a driven gear, but the arrangement of the large sector gear 214 and the small sector gear 202 may be interchanged.
  • a layout may be used in which one small-sized sector gear is the driving gear and two large-sized sector gears are the driven gears. In this case, since the small-sized sector gear becomes the driving gear, the torque of the large-sized sector gear can be increased. You can expect it.

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Abstract

流路切換弁は、弁本体の弁室内に設けられた弁体を回転させることで複数の流路の連通状態が変更される複数の弁ユニットを備え、一方の弁ユニットの弁体を回転させるギア軸と、他方の弁ユニットの弁体を回転させるギア軸と、ギア軸を回転させるための回転駆動部と、回転駆動部の回転駆動力を２つのギア軸に分配する駆動力分配機構と、を有する。

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、弁体内に回転する弁体を有し、複数の連通口（管継手）を有する制御弁（流路切換弁）が開示されている。
　上記した従来例では、弁体を回転させるための制御部材（回転駆動部）が設けられている。
　例えば、複数のポートを備えた制御弁同士を互いに連結して複数の流路を切り換えることが考えられるが、弁体の数だけ回転駆動部が必要となる。
　本開示は、回転駆動部の数を削減した流路切換弁を得る。
　第１の態様は、弁本体の弁室内に設けられた弁体を回転させることで複数の流路の連通状態が変更される複数の弁ユニットを備えた流路切換弁であって、一方の前記弁ユニットの前記弁体を回転させる第一弁軸と、前記第一弁軸と並列に設けられ他方の前記弁ユニットの前記弁体を回転させる第二弁軸と、前記第一弁軸、及び前記第二弁軸を回転させるための回転駆動部と、前記回転駆動部の回転駆動力を前記第一弁軸と前記第二弁軸とに分配する駆動力分配機構と、を有する。
　第１の態様に係る流路切換弁では、回転駆動部の駆動力を駆動力分配機構で第一弁軸と第二弁軸とに分配し、第一弁軸で一方の弁ユニットの弁体を回転させ、第二弁軸で他方の弁ユニットの弁体を回転させることができる。
　即ち、この流路切換弁では、少ない回転駆動部で各弁ユニットの弁体を回転させ、複数の流路の連通状態を変更することができる。
　第２の態様は、第１の態様に係る流路切換弁において、前記弁本体には、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ており、前記弁体には、前記第一入出口、第二入出口、及び前記第三入出口の何れかと連通可能とする流路が形成され、前記弁ユニットには、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、前記第三入出口と反対側が開口した第三流路が形成され、一方の前記弁ユニットの前記第一流路は、他方の前記弁ユニットの前記第二流路に接続して連結され、前記駆動力分配機構は、前記第一弁軸、及び前記第二弁軸に回転駆動力を伝達し、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弁体の前記流路を通じて選択的に切り換わるように前記弁体を回転させる。
　この流路切換弁では、弁体を回転させることで、弁室の第一入出口、第二入出口、及び第三入出口の連通状態を、弁体の通路を通じて選択的に切り換えることができる。
　また、一方の弁ユニットの第一流路を、他方の弁ユニットの第二流路に接続して連結することで、連結しない場合に比較して、流路の切り換えのバリエーションを増やすことが可能となる。
　第３の態様は、第１の態様または第２の態様に係る流路切換弁において、前記駆動力分配機構は、前記第一弁軸に連結された第一ギアと、前記第二弁軸に連結された第二ギアと、前記回転駆動部に連結され前記第一ギアと前記第二ギアとに噛み合う第三ギアと、を含んで構成されている。
　第３の態様に係る流路切換弁では、回転駆動部で第三ギアを回転駆動することで、第三ギアに噛み合う第一ギアと第二ギアとを同時に回転駆動させ、第一ギアに連結された第一弁軸と第二ギアに連結された第二弁軸とを同時に回転させることができる。
　第４の態様は、第３の態様に係る流路切換弁において、前記第三ギアの歯数は、前記第一ギアの歯数、及び前記第二ギアの歯数よりも少ない。
　第三ギアの歯数を、第一ギアの歯数、及び第二ギアの歯数よりも少なくすることで、回転駆動部を、減速機として機能させることができる。
　第５の態様は、第３の態様または第４の態様に係る流路切換弁において、前記第一ギアと前記第二ギアとの間に前記第三ギアが設けられている。
　一方の弁ユニットと他方の弁ユニットとが隣り合わせに配置されている流路切換弁において、第一ギアと第二ギアとの間に第三ギアを設けることで、第三ギアを回転駆動する回転駆動部を一方の弁ユニットと他方の弁ユニットとの間に配置することができ、駆動力分配機構をコンパクトに纏めることができる。
　また、第一弁軸と第二弁軸との間隔が一定の条件で考えると、一方の弁ユニットの第一ギアと他方の弁ユニットの第二ギアとを噛み合わせ、第一ギア及び第二ギアの何れかに第三ギアを噛み合わせる場合の第一ギア及び第二ギアの径は、第５の態様のように第一ギアと第二ギアとの間に第三ギアを設ける場合の該第一ギア、及び第二ギアの径よりも大きくなる。
　即ち、第５の態様のように第一ギアと第二ギアとの間に第三ギアを設けると、第一ギアと第二ギアとを直接噛み合わせる場合に比較して、第一ギア、及び第二ギアの径を小さくすることができ、駆動力分配機構をコンパクトに纏めることができる。
　第６の態様は、第３の態様～第５の態様の何れか１つに係る流路切換弁において、前記弁本体は、前記弁体を前記弁室に挿入可能とする開口部を有し、前記駆動力分配機構は、一方の前記弁ユニットの前記開口部と他方の前記弁ユニットの前記開口部とを塞ぐと共に、一方の前記弁ユニットと他方の前記弁ユニットとを連結するユニット側ギアケースを備え、前記ユニット側ギアケースには、前記弁室とは反対側に凹部が形成され、前記凹部に前記第一ギア、前記第二ギア、及び前記第三ギアが配置されている。
　第６の態様に係る流路切換弁において、ユニット側ギアケースは、一方の弁ユニットと他方の弁ユニットとを連結する第１の機能と、第一ギア、第二ギア、及び第三ギアを配置するギアボックスとしての第２の機能とを有しており、２つの機能を別々の部材で構成する場合に比較して、部品点数を削減することができる。
　第７の態様は、第６の態様に係る流路切換弁において、前記ユニット側ギアケースは、一方の前記弁ユニットの前記弁本体と他方の前記弁ユニットの前記弁本体とに溶着されている。
　ユニット側ギアケースを、一方の弁ユニットの弁本体と他方の弁ユニットの弁本体とに溶着することで、一方の弁ユニットの弁本体と他方の弁ユニットの弁本体とを強固に連結することができる。
　第８の態様は、第７の態様に係る流路切換弁において、前記ユニット側ギアケースの前記凹部は、前記ユニット側ギアケースと溶着されたギアケースカバーで塞がれている。
　第８の態様に係る流路切換弁では、ユニット側ギアケースの凹部をギアケースカバーで塞ぐので、第一ギア、第二ギア、及び第三ギアを配置した凹部内を密閉することができる。
　本開示によれば、回転駆動部の数を最小限とした流路切換弁を得ることができる。
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。 ２つの弁ユニットが上下に重ねられ、２つの弁体を同時に回転させる流路切換弁を示す部分破断斜視図である。 弁ユニットを示す部分破断斜視図である。 弁ユニットを示す部分破断斜視図である。 弁体を示す正面図である。 弁体を示す底面図である。 駆動力分配機構の一部を破断した流路切換弁の全体構成を示す斜視図である。 流路切換弁を示す縦断面図である。 駆動力分配機構の内部を示す平面図である。 弁ユニットを示す水平断面図である。 弁ユニットを第一流路の雄継手側から見た状態を示す正面図である。 他の実施形態に係る駆動力分配機構の要部を示す平面図である。 更に他の実施形態に係る駆動力分配機構の要部を示す平面図である。 更に他の実施形態に係る駆動力分配機構の要部において、左側の小セクタギアが大セクタギアに噛み合っている状態を示す平面図である。 図１４の駆動力分配機構において、右側の小セクタギアが大セクタギアに噛み合っている状態を示す平面図である。
　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る。この流路切換弁１０では、左右方向に２つの弁ユニット２０が連結され、各々の弁ユニット２０の下側に他の弁ユニット２０がそれぞれ重ねられている。
　つまり４つの弁ユニット２０が組み合わされている。
　図２は、２つの弁ユニット２０が上下に重ねられ、２つの弁体１６を１つの回転駆動部１８により回転させる流路切換弁１０を示す部分破断斜視図である。この図２は、図１から上下２つの弁ユニット２０を抜き出したものに相当する。図３、図４は、１つの弁ユニット２０を示す部分破断斜視図である。
　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（図３）として使用されるものである。図１に示すように、流路切換弁１０は、弁ユニット２０と、回転駆動部１８と、駆動力分配機構１００とを有している。
［弁ユニット］
　図２～図４に示すように、本実施形態の弁ユニット２０は、弁本体１４と、弁体１６と、第一流路２１と、第二流路２２と、第三流路２３とを備えている。図３に示される例では、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、第一流路２１と第二流路２２と第三流路２３とが互いに非連通の状態とを切り換える三方弁である。
（弁本体）
　図３、４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弁体１６及び封止部３８が挿入されている。即ち、弁本体１４は、上側に、弁体１６及び封止部３８を挿入可能とする開口部１５を有している。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。
（弁体）
　図２、図３、図５、図６において、弁体１６は、例えば合成樹脂から作製されたボール状の部材であり、弁室１２内に回転自在に配置されている。弁体１６の上部には、後述するギア軸２８の下端部が挿し込まれる挿込み穴１６Ａが形成されている。ギア軸２８と挿込み穴１６Ａとは、ギア軸２８の軸方向回りに互いに係合しており、ギア軸２８の回転が弁体１６に伝達されるようになっている。弁体１６には、次に説明する流路３６が形成されており、挿込み穴１６Ａは、例えば弁体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、弁体１６の内部には流路（内部流路）３６が設けられている。即ち、弁体１６を回転させることで、流路３６は、第一流路２１と、第二流路２２と、第三流路２３との何れかと連通可能となる。詳細には、図２、及び図５に示されるように、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、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。流路３６は、横穴３６Ａから下穴３６Ｃまで連通している。弁体１６の状態に応じて、横穴３６Ａ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が対向していない状態では、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５、図６に示されるように、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１６Ｂが形成されている。このリブ１６Ｂは、例えば薄板状の突起であり、例えば弁体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、図３において、弁体１６と第一入出口３１との間、及び弁体１６と第二入出口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、及び第二入出口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、及び第二入出口３２周りにそれぞれ配置されている。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。
（第一流路、第二流路、第三流路）
　図３に示すように、第一流路２１、第二流路２２、第三流路２３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を第三ポートと言い換えることもできる。
　図２、図３、図４、及び図１０に示すように、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（図１０参照）。
　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（図１０参照）。
　図３、図４、及び図１０に示されるように、第一流路２１及び第二流路２２の一端には、雌継手５１，５２がそれぞれ設けられている。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５１，５２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５１，５２には、例えば一対の弧状のスリット５１Ａ，５２Ａが形成されている。
　図１、図８、図９、及び図１０に示されるように、雄継手６１，６２は、雌継手５１，５２にそれぞれ嵌入され、スリット５１Ａ，５２Ａを通じてクリップ３４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６６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。
　図１１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２、図３に示すように、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（図示せず）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。
　また、図９、及び図１０に示すように、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５２又は雄継手６２には、図示しないポンプを取り付けることができる。第一流路２１に通ずる図示しないポンプは、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、第二流路２２に通ずる図示しないポンプは、継手９２を介して、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、図３に示すように、第三流路２３は、第三入出口３３と連通し、第三入出口３３と反対側が開口している。具体的には、第三流路２３は屈曲部２３Ａを有している。第三入出口３３は、屈曲部２３Ａの上方に位置する。第三流路２３の開口側の末端は、例えば屈曲部２３Ａの前方に位置し、例えば第二流路２２より前方に突出している。第三流路２３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が設けられている。
　第三流路２３の屈曲部２３Ａにおける第三入出口３３と対向する部位、つまり第三入出口３３の下方には、例えば球面状の凹部２３Ｂが設けられている。凹部２３Ｂは、略半球面状に形成されている。凹部２３Ｂは、屈曲部２３Ａより前方側の横流路の底２３Ｃよりも下方に窪んでいる。これにより、第三入出口３３から第三流路２３に入った流体の一部は、一度凹部２３Ｂまで落ち込んでから第三流路２３の横流路に入るようになっている。
　図２に示される例では、上方の弁ユニット２０において、凹部２３Ｂの底に貫通孔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２０が重ねられない場合、図２の下側の弁ユニット２０のように、例えば凹部２３Ｂの底に貫通孔２３Ｄのない構造とされる。なお、貫通孔２３Ｄを設けられていても、これを別部材（例えば閉塞部８６とする）で閉塞する構成であってもよい。例えば、閉塞部８６は、図３に示すように、温度センサ８４を備えていてもよい。温度センサ８４は、例えば閉塞部８６に支持されており、先端が第三流路２３内に位置するように配置される。閉塞部８６には例えばＯリング８８が取り付けられている。このＯリング８８により、閉塞部８６と貫通孔２３Ｄとの間の水密性が確保されている。温度センサ８４を用いることにより、第三流路２３内の温度を正確に測定できる。
（駆動力分配機構）
　図１、及び図７に示すように、隣り合う上側の２つの弁本体１４の上には、駆動力分配機構１００を介して回転駆動部１８が設けられている。
　駆動力分配機構１００は、後述するギア１０２、及び小ギア１１４を含んで構成されている。
　駆動力分配機構１００は、２つの弁本体１４を連結するユニット側ギアケース２４を備えており、図８に示すように、上側の弁本体１４の弁室１２における上方向の開口部１５（図３）が、ユニット側ギアケース２４により閉塞されている。換言すれば、ユニット側ギアケース２４が、２つの弁本体１４の開口部１５を塞ぐ形状を有している。
　図８に示すように、ユニット側ギアケース２４は、一例として、各弁本体１４の開口部１５の内側に、各々インロー嵌合した状態で溶着される。
　図２、図８、及び図９に示すように、ユニット側ギアケース２４には、外周部分に凸部３０が設けられている。この凸部３０は、後述するギアケースカバー１１８の周囲の縁に対向又は当接する。凸部３０は、溶融代であってもよい。
　このように、本実施形態の流路切換弁１０では、回転駆動部１８のユニット側ギアケース２４で左右に隣り合う上側の２つの弁本体１４、即ち、左右に隣り合う２つの弁ユニット２０が連結されている。
　ユニット側ギアケース２４の上部には、後述するギア１０２、及び小ギア１１４を配置する凹部２６が形成されている。
　図２に示すように、ユニット側ギアケース２４には、孔２４Ａが形成されており、この孔２４Ａに以下に説明するギア軸２８が貫通している。
　ギア軸２８の下端部は、前述したように、弁体１６の挿込み穴１６Ａに挿し込まれており、軸方向の中間部が孔２４Ａに回転自在に挿入されている。ギア軸２８の軸方向中間部には、孔２４Ａとの間の隙間をシールするＯリング２９又はＸリング（図示せず）が装着されている。このＯリング２９又はＸリングにより、ギア軸２８と孔２４Ａとの間の気密性、及び水密性が確保されている。
　図２、図８、及び図９に示すように、ユニット側ギアケース２４の上面から突出したギア軸２８には、フランジ２８Ａと、次に説明するギア１０２の嵌合孔１０４と嵌合する嵌合部２８Ｂが形成されている。
　本実施形態のギア１０２は、一例として平歯車であるが、はすば歯車であってもよい。ギア１０２には、中心部にギア軸２８の嵌合部２８Ｂと嵌合する嵌合孔１０４が形成されており、この嵌合孔１０４にギア軸２８の嵌合部２８Ｂが挿し込まれて嵌合している。
　図８に示すように、ユニット側ギアケース２４の上面には、一方の孔２４Ａと他方の孔２４Ａとの中間部に、ボス１０６が形成されている。
　ボス１０６には、軸受け孔１０８が形成されている。軸受け孔１０８には、回転駆動部１８からの駆動力を受けるギア付き軸１１０の軸部１１２が回転自在に挿入されている。
　ボス１０６の下方では、一方の弁本体１４の側壁と他方の弁本体１４の側壁とが互いに接近しており、互いに接近した両側壁がボス１０６の下方のユニット側ギアケース２４に溶着されているので、ボス１０６の近傍は剛性が高く、変形し難い。このため、ボス１０６により、ギア付き軸１１０を安定した状態で支持することができる。
　ギア付き軸１１０は、軸部１１２の上側に、平歯車である小ギア１１４が設けられ、小ギア１１４の上側に嵌合軸１１６が設けられている。これら軸部１１２、小ギア１１４、及び嵌合軸１１６は、一体的に形成されている。
　図７～図９に示すように、小ギア１１４は、一方のギア１０２と他方のギア１０２とに噛み合っている。本実施形態の小ギア１１４は、ギア１０２よりも歯数が少ない。本実施形態では、一例として、小ギア１１４の歯数が１２で、ギア１０２の歯数が２４であるが、各ギアの歯数は本実施形態の歯数に限らず、必要に応じて適宜変更することができる。
　なお、２つのギア１０２の一方が本開示の第一ギアの一例であり、２つのギア１０２の他方が本開示の第二ギアの一例であり、小ギア１１４が本開示の第三ギアの一例である。
　図７、及び図８にユニット側ギアケース２４の上側には、ギアケースカバー１１８が配置されている。
　図８に示すように、ギアケースカバー１１８には、ギア軸２８の上端に形成された凹部２８Ｃに挿入される一対の凸部１２０と、ギア付き軸１１０の嵌合軸１１６が貫通する孔１２２とが形成されている。
　ギアケースカバー１１８の周縁部は、一例として、ユニット側ギアケース２４の周縁部に溶着されており、これにより、ユニット側ギアケース２４とギアケースカバー１１８とが一体化している。ユニット側ギアケース２４とギアケースカバー１１８とでギアボックス（筐体）が構成されている。
　図９に示すように、本実施形態の駆動力分配機構１００では、一方のギア１０２と他方のギア１０２との間に小ギア１１４が配置されている。さらに、詳しくは、本実施形態の駆動力分配機構１００では、一方のギア１０２の中心と他方のギア１０２の中心とを結ぶ直線Ｌ上に、ギア付き軸１１０（小ギア１１４）の中心が位置している。
　なお、「一方のギア１０２と他方のギア１０２との間に小ギア１１４が配置されている」とは、小ギア１１４が一方のギア１０２と他方のギア１０２に噛み合っている状態を意味し、一方のギア１０２の中心と他方のギア１０２の中心とを結ぶ直線Ｌ上に、小ギア１１４の中心が位置している場合に限らず、該直線Ｌ上に小ギア１１４の中心が位置していない場合も含む。
　図１、図７、及び図８に示すように、駆動力分配機構１００のギアケースカバー１１８の上には、回転駆動部１８が、例えば、ねじ２５（図１）を用いて固定されている。
（回転駆動部）
　回転駆動部１８は、駆動力分配機構１００を介して弁ユニット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の連通状態が弁体１６の流路３６を通じて選択的に切り換わるように弁体１６に回転力を伝達させる。
　本実施形態の回転駆動部１８は、例えばギアードモータである。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の回転軸（図示せず）には、ギア付き軸１１０の嵌合軸１１６が結合されている。
　したがって、回転駆動部１８の回転軸（図示せず）が回転すると、回転駆動部１８の回転駆動力が、小ギア１１４、及びギア１０２を介して弁体１６に伝達される。
［弁ユニットの重ね合せ］
　図１に示すように、本実施形態では、上側の一の弁ユニット２０の下側に、他の弁ユニット２０が重ねて連結されている。図２に示すように、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６８とされている。この閉塞構造は、上側の弁本体１４の底部が、下側の弁本体１４における開口部１５の内側にインロー嵌合した状態で溶着される。
　図２に示すように、本実施形態では、一の弁ユニット２０に他の弁ユニット２０を上下に重ねて連結し、２つの弁ユニット２０における２つの弁体１６を同時に回転させる構造である。この例では、上側の弁ユニット２０のギア軸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、上側の弁体１６の内部と第三流路２３の縦流路を通って、ギア軸２８と弁軸５８とを連結している。上側のギア軸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、上下の弁体１６が同期して回転するようになっている。
　なお、ギア軸２８、連結軸５６、及び弁軸５８は、本開示の第一弁軸、及び第二弁軸の一例である。
　図８に示すように、左側の弁ユニット２０のギア軸２８、連結軸５６、及び弁軸５８と、右側の弁ユニット２０のギア軸２８、連結軸５６、及び弁軸５８とは互いに並列に設けられている。
（作用）
　本実施形態の流路切換弁１０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によりギア付き軸１１０を回転させると、小ギア１１４がギア１０２を回転させる。図９に示すように、一例として、小ギア１１４を矢印ＣＣＷ方向（反時計回り方向）に回転させると、一方のギア１０２、及び他方のギア１０２は、共に、小ギア１１４の回転方向とは反対方向の矢印ＣＷ方向（時計回り方向）に回転する。
　本実施形態では、小ギア１１４の歯数が１２で、ギア１０２の歯数が２４であるため、駆動力分配機構１００は、回転駆動部１８を左右の一方の弁ユニット２０と他方の弁ユニット２０側に分配する機能と、減速機としての機能を有している。
　本実施形態の流路切換弁１０では、左右の一方側の上下２つの弁ユニット２０の弁体１６と、左右の他方側の上下２つの弁ユニット２０の弁体１６を一つの回転駆動部１８で駆動するので、左右の一方側の上下２つの弁ユニット２０と、左右の他方側の上下２つの弁ユニット２０とを個別の回転駆動部１８で駆動する場合に比較して、回転駆動部１８の数を減らすことができる。言い換えれば、本実施形態の流路切換弁１０によれば、最小限の回転駆動部１８で全ての弁ユニット２０の弁体１６を同時に回転させることができ、部品点数を削減することができ、回転駆動部１８の制御も簡単になる。
　さらに、例えば、左右の片側の上下２つの弁ユニット２０の弁体１６を回転させるのに必要なトルクをＡとすると、左右の片側の上下２つの弁ユニット２０の弁体１６を一つの回転駆動部１８で回転させる場合、該回転駆動部１８のトルクは、少なくともＡは必要となる。仮に、駆動力分配機構１００の減速比が１であると、すべての弁ユニット２０の弁体１６を回転させる回転駆動部１８のトルクは、少なくとも２Ａを必要とする。
　一方、本実施形態の駆動力分配機構１００は、減速比を２とした減速機であるため、回転駆動部１８に必要な回転トルクはＡで済み、回転駆動部１８を大型でトルクの大きいものにする交換する必要は無い。
　以上の様に構成された本実施形態に係る流路切換弁１０では、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、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、複数の流路の連通状態を変更することができる。
［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。
　上記実施形態の弁ユニット２０は、三方弁であったが、例えば四方弁、開閉弁等、三方弁以外の弁構造であってもよい。
　上記実施形態の弁体１６は、球面を有する形状であったが、回転する形状であれば円筒形状等、他の形状であってもよい。
　上記実施形態の駆動力分配機構１００では、一方のギア１０２の中心と、他方のギア１０２の中心とを結ぶ直線Ｌ上に、ギア付き軸１１０（小ギア１１４）の中心が位置していたが（図９参照）、ギア付き軸１１０の中心は、直線Ｌ上からずれた位置にあってもよい。
　上記実施形態の流路切換弁１０では、２つの弁ユニット２０を上下に連結したが、３つ以上の弁ユニット２０を上下に連結してもよい。
　上記実施形態の駆動力分配機構１００では、２つのギア１０２の間に小ギア１１４を配置して、２つのギア１０２を同方向に回転させる構成としているが、図１２に示すように、一方のギア１０２と他方のギア１０２とを直接的に噛み合わせ、一方のギア１０２と他方のギア１０２の何れかに小ギア１１４を噛み合わせることで、一方のギア１０２の回転方向と他方のギア１０２の回転方向を逆にすることもできる。
　また、図１３に示すように、小ギア１１４と他方のギア１０２との間に、小ギア１２４を噛み合わせることで、一方のギア１０２の回転方向と他方のギア１０２の回転方向を逆にすることもできる。
　なお、上記実施形態では、回転駆動部１８を上側とした流路切換弁１０を説明したが、流路切換弁１０を使用する際の姿勢は、回転駆動部１８を上側とした図面に記載の姿勢に限らない。
　また、図１４、図１５に示されるように、駆動力分配機構１００は、無歯部２１４Ｂを有する大セクタギア２１４と、無歯部２０２Ｂを有する一対の小セクタギア２０２を有していてもよい。大セクタギア２１４において、周方向の約半分が一連の有歯部２１４Ａ、残りの部分が無歯部２１４Ｂとされている。小セクタギア２０２において、周方向の大部分が一連の有歯部２０２Ａ、残りの部分が無歯部２０２Ｂとされている。大セクタギア２１４の有歯部２１４Ａの歯数と、各々の小セクタギア２０２の有歯部２０２Ａの歯数は、例えば互いに同等とされている。小セクタギア２０２の無歯部２０２Ｂは、例えば、大セクタギア２１４の無歯部２１４Ｂの曲率と同等の曲率を有する凹面とされている。
　大セクタギア２１４は駆動ギアであり、小セクタギア２０２は従動ギアである。大セクタギア２１４は、有歯部２１４Ａの角度位置に応じて、一方の小セクタギア２０２（例えば図１４における左側の小セクタギア２０２）に噛み合い、駆動力を分配する。このとき、他方の小セクタギア２０２（図１４における右側の小セクタギア２０２）では、無歯部２０２Ｂが大セクタギア２１４の無歯部２１４Ｂに当接しており、大セクタギア２１４の回転時に無歯部２０２Ｂ，２１４Ｂが互いに摺動する。この結果、他方の小セクタギア２０２は、大セクタギア２１４から駆動力が分配されず停止した状態となる。
　大セクタギア２１４が他方の小セクタギア２０２（図１５における右側の小セクタギア２０２）に噛み合っているときには、大セクタギア２１４から該小セクタギア２０２に駆動力が分配される。このとき、一方の小セクタギア２０２（図１５における左側の小セクタギア２０２）では、無歯部２０２Ｂが大セクタギア２１４の無歯部２１４Ｂに当接しており、大セクタギア２１４の回転時に無歯部２０２Ｂ，２１４Ｂが互いに摺動する。この結果、一方の小セクタギア２０２は、大セクタギア２１４から駆動力が分配されず停止した状態となる。
　このように、大セクタギア２１４と一対の小セクタギア２０２を用いることにより、１つの回転駆動部１８（図１７）により何れかの小セクタギア２０２を駆動し、一方の弁ユニット２０と他方の弁ユニット２０（図９参照）の流路切換をそれぞれ独立して行うことができる。つまり、一方の弁ユニット２０の流路切換を行うことなく他方の弁ユニット２０の流路切換を行い、また他方の弁ユニット２０の流路切換を行うことなく一方の弁ユニット２０の流路切換を行うことができる。
　なお、大セクタギア２１４の有歯部２１４Ａの歯数と、各々の小セクタギア２０２の有歯部２０２Ａの歯数は同等でなくともよい。また、大セクタギア２１４にだけ無歯部を設けても同様の作用をさせることができる。つまり、小セクタギア２０２を全周が歯部２０２Ａとなる小ギアとし、大セクタギア２１４の無歯部２１４Ｂが該小ギアに接触しないように大セクタギア２１４の中心から無歯部２１４Ｂの外周までの半径を設定することもできる。
　また、上述の例では、大セクタギア２１４は駆動ギアであり、小セクタギア２０２は従動ギアとしたが、大セクタギア２１４と小セクタギア２０２の配置を入れ替えてもよい。つまり、１つの小サイズのセクタギアを駆動ギア、２つの大サイズのセクタギアを従動ギアとするレイアウトにしてもよく、この場合、小サイズのセクタギアが駆動ギアとなるため大サイズのセクタギアのトルクアップが期待できる。
　２０２２年９月１４日に出願された日本国特許出願２０２２－１４６４８６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 (8)

  1. 　弁本体の弁室内に設けられた弁体を回転させることで複数の流路の連通状態が変更される複数の弁ユニットを備えた流路切換弁であって、
    　一方の前記弁ユニットの前記弁体を回転させる第一弁軸と、
    　前記第一弁軸と並列に設けられ他方の前記弁ユニットの前記弁体を回転させる第二弁軸と、
    　前記第一弁軸、及び前記第二弁軸を回転させるための回転駆動部と、
    　前記回転駆動部の回転駆動力を前記第一弁軸と前記第二弁軸とに分配する駆動力分配機構と、
    　を有する流路切換弁。
  2. 　前記弁本体には、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ており、
    　前記弁体には、前記第一入出口、第二入出口、及び前記第三入出口の何れかと連通可能とする流路が形成され、
    　前記弁ユニットには、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、前記第三入出口と反対側が開口した第三流路が形成され、
    　一方の前記弁ユニットの前記第一流路は、他方の前記弁ユニットの前記第二流路に接続して連結され、
    　前記駆動力分配機構は、前記第一弁軸、及び前記第二弁軸に回転駆動力を伝達し、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弁体の前記流路を通じて選択的に切り換わるように前記弁体を回転させる、
    　請求項１に記載の流路切換弁。
  3. 　前記駆動力分配機構は、前記第一弁軸に連結された第一ギアと、前記第二弁軸に連結された第二ギアと、前記回転駆動部に連結され前記第一ギアと前記第二ギアとに噛み合う第三ギアと、を含んで構成されている、
    　請求項１または請求項２に記載の流路切換弁。
  4. 　前記第三ギアの歯数は、前記第一ギアの歯数、及び前記第二ギアの歯数よりも少ない、
    　請求項３に記載の流路切換弁。
  5. 　前記第一ギアと前記第二ギアとの間に前記第三ギアが設けられている、
    　請求項３に記載の流路切換弁。
  6. 　前記弁本体は、前記弁体を前記弁室に挿入可能とする開口部を有し、
    　前記駆動力分配機構は、一方の前記弁ユニットの前記開口部と他方の前記弁ユニットの前記開口部とを塞ぐと共に、一方の前記弁ユニットと他方の前記弁ユニットとを連結するユニット側ギアケースを備え、
    　前記ユニット側ギアケースには、前記弁室とは反対側に凹部が形成され、前記凹部に前記第一ギア、前記第二ギア、及び前記第三ギアが配置されている、
    　請求項３に記載の流路切換弁。
  7. 　前記ユニット側ギアケースは、一方の前記弁ユニットの前記弁本体と他方の前記弁ユニットの前記弁本体とに溶着されている、
    　請求項６に記載の流路切換弁。
  8. 　前記ユニット側ギアケースの前記凹部は、前記ユニット側ギアケースと溶着されたギアケースカバーで塞がれている、
    　請求項７に記載の流路切換弁。
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