WO2025238902A1 - 流路切換弁 - Google Patents
流路切換弁Info
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- WO2025238902A1 WO2025238902A1 PCT/JP2024/041886 JP2024041886W WO2025238902A1 WO 2025238902 A1 WO2025238902 A1 WO 2025238902A1 JP 2024041886 W JP2024041886 W JP 2024041886W WO 2025238902 A1 WO2025238902 A1 WO 2025238902A1
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- WO
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- valve
- gear
- inlet
- outlet
- flow path
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Classifications
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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
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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
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/44—Mechanical actuating means
- F16K31/53—Mechanical actuating means with toothed gearing
Definitions
- This 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 rotating valve body within the valve body and five or more ports (pipe fittings).
- the upper and lower valve bodies are connected to each other and driven by a motor to rotate synchronously, so it is thought that it is not possible to differentiate the switching modes for the upper and lower valves.
- the purpose of this disclosure is to increase the variety of switching modes available in flow path switching valves.
- two upper and lower valve bodies are rotated by a single rotary drive unit, and a gear mechanism is used to slow down one of the valve bodies relative to the other valve body and rotate it in the opposite direction to the other valve body.
- a second aspect of the present invention is a flow path switching valve according to the first aspect, which includes one valve shaft attached to one of the valve bodies, the other valve shaft attached to the other valve body, a drive member that is rotationally driven by the driving force of the rotary drive unit and is rotatable relative to the one valve shaft, and a connecting member that has one end rotatably inserted through the one valve shaft and connected to the drive member and the other end connected to the other valve shaft, and the gear mechanism includes a first gear provided on the outer periphery of the drive member, an intermediate gear that meshes with the first gear, a second gear that meshes with the intermediate gear and has a greater number of teeth than the first gear, a third gear that is provided coaxially with the second gear and rotates integrally with the second gear, and a fourth gear that is provided on the outer periphery of the one valve shaft, meshes with the third gear, and has a greater number of teeth than the third gear.
- One valve shaft is attached to one valve body, and the drive member is rotatable relative to the valve shaft. Therefore, the rotation of the drive member is not directly transmitted to one valve shaft or one valve body.
- a gear mechanism consisting of a first gear, an intermediate gear, a second gear, a third gear, and a fourth gear is provided between the drive member and one of the valve shafts.
- the first gear on the outer periphery of the drive member meshes with the intermediate gear, which in turn meshes with a second gear, which has more teeth than the first gear. Therefore, when the rotation of the drive member is transmitted from the first gear to the second gear, it is slowed down, and the second gear rotates in the opposite direction to the drive member.
- the third gear also rotates integrally.
- the third gear meshes with a fourth gear, which has more teeth than the third gear.
- the fourth gear is provided on the outer periphery of the other valve shaft.
- one valve body can be rotated in the opposite direction while the other valve body is rotated without slowing down.
- a third aspect is a flow path switching valve according to the first or second aspect, which includes a valve body having a valve chamber formed therein, a first inlet/outlet and a second inlet/outlet formed on the wall surfaces forming the valve chamber, through which fluids enter and exit, and a third inlet/outlet formed on the bottom surface of the valve chamber; a valve element rotatably disposed within the valve chamber and having a flow path formed therein; a first flow path communicating with the first inlet/outlet; a second flow path arranged in parallel to the first flow path across the valve body and communicating with the second inlet/outlet; and a third flow path communicating with the third inlet/outlet and having an opening on the side opposite the third inlet/outlet; one of the valve units is connected to another in a stacked manner, and the rotary drive unit is connected to the valve unit and rotates the valve element so that the communication states of the first inlet/outlet, the second inlet/outlet, and the third inlet/outlet are selectively
- the two valve bodies in the two valve units are rotated by a single rotary drive unit to switch the flow paths. This allows the communication state of the first inlet/outlet, second inlet/outlet, and third inlet/outlet in the two valve units to be selectively switched through the flow paths of the valve bodies.
- This disclosure makes it possible to increase the variety of switching modes available in flow path switching valves.
- FIG. 2 is a perspective view showing a flow path switching valve according to the embodiment.
- 1 is a perspective view showing a state in which a rotation drive unit is removed and a gear mechanism is exposed in the flow path switching valve according to the embodiment.
- FIG. 1 is a partially cutaway perspective view showing a flow path switching valve according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a structure for rotating two valve bodies.
- FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a drive member, an upper valve stem, an upper valve body, a gear mechanism, and a connecting member.
- FIG. 2 is a perspective view showing a drive member, an upper valve stem, an upper valve body, a gear mechanism, and a connecting member.
- FIG. 1A is a table showing the relationship between the rotation angle of the rotary drive unit and the states of the upper and lower valve bodies when the reduction ratio of the upper valve body is 1/2.
- FIG. 1B is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotary drive unit and the opening degrees of the upper and lower valve bodies, corresponding to FIG. 1A is a table showing the relationship between the rotation angle of the rotary drive unit and the states of the upper and lower valve bodies when the reduction ratio of the upper valve body is 1/4.
- FIG. 1B is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotary drive unit and the opening degrees of the upper and lower valve bodies, corresponding to FIG.
- FIG. 1A is a table showing the relationship between the rotation angle of the rotary drive unit and the state of the upper and lower valve bodies when the upper valve body has a reduction ratio of 1/2 and an L-shaped flow path that opens in two directions in a plan view.
- FIG. 1B is a diagram showing the relationship between the rotation angle of the rotary drive unit and the opening degree of the upper and lower valve bodies, corresponding to FIG. 1A.
- the flow path switching valve 10 is used as a rotary three-way or four-way valve for switching the flow path of a fluid flowing, for example, in the engine compartment of an automobile.
- the flow path switching valve 10 includes a valve unit 20, a rotary drive unit 18, and a gear mechanism 80.
- the valve unit 20 includes a valve body 14, a valve element 16, a first flow path 21, a second flow path 22, and a third flow path 23.
- the valve unit 20 is a three-way valve that switches between, for example, a state in which the first flow path 21 and the third flow path 23 are connected, a state in which the second flow path 22 and the third flow path 23 are connected, and a state in which the first flow path 21, the second flow path 22, and the third flow path 23 are not connected to one another.
- a flow path 36 of the valve element 16 (described later) into an L-shape in a plan view, it is possible to realize a state in which the first flow path 21, the second flow path 22, and the third flow path 23 are connected to one another ( FIG. 13 ).
- a mounting portion 29 for mounting to a vehicle or the like may be provided on the side of the first flow path 21.
- the valve body 14 is made of, for example, synthetic resin, and defines a valve chamber 12 therein.
- the valve chamber 12 is open upward.
- a first inlet/outlet 31 and a second inlet/outlet 32 which face each other and allow fluid to flow in and out, are defined in the wall defining the valve chamber 12.
- the first inlet/outlet 31 is defined in the rear wall of the valve chamber 12
- the second inlet/outlet 32 is defined in the front wall of the valve chamber 12.
- a third inlet/outlet 33 is defined in the bottom of the valve chamber 12.
- the valve body 14 is assembled by welding a member having a first flow path 21 and a second flow path 22.
- the valve element 16 and a sealing portion 38 which will be described later, are inserted and assembled into the valve chamber before the valve body 14 is welded.
- valve body The valve discs 16, 116 are ball-shaped members made of, for example, synthetic resin, and are rotatably disposed within the valve chamber 12.
- An upper valve stem 28 is inserted into the upper valve disc 16.
- the valve stem 28 is inserted, for example, into a bracket 24 from above, and the upper valve stem 28 is inserted further into it.
- An O-ring 74 is attached to the valve stem 28. This O-ring 74 provides an airtight or watertight seal between the valve stem 28 and the bracket 24, for example.
- a lower valve shaft 128 is inserted into the lower valve body 116.
- the upper valve body 16 and the upper valve shaft 28 engage with each other around the axial direction of the valve shaft 28, so that rotation of the valve shaft 28 is transmitted to the valve body 16.
- the lower valve body 116 and the lower valve shaft 128 engage with each other around the axial direction of the valve shaft 128, so that rotation of the valve shaft 128 is transmitted to the valve body 116.
- a flow path (internal flow path) 36 is provided inside each of the valve bodies 16, 116.
- the valve body 16 has a horizontal hole 36A that connects to the flow path 36 from its outer periphery (side).
- the valve body 16 also has a lower hole 36C that connects to the flow path 36 from its outer periphery (lower part).
- the flow path 36 connects from the horizontal hole 36A to the lower hole 36C.
- the horizontal hole 36A can face either the first inlet/outlet 31 or the second inlet/outlet 32.
- the valve body 16 is in close contact with the sheet member 40 (described below) and is closed.
- the lateral hole of the upper valve body 16 may be L-shaped.
- sealing portions 38 are provided between the valve bodies 16, 116 and the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32, respectively, to seal the gap between them.
- the sealing portions 38 include, for example, a seat member 40 and an O-ring 42.
- the seat member 40 is made of, for example, synthetic resin, and is formed in an annular shape with openings corresponding to the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- These seat members 40 are disposed around the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 on the inner wall surfaces of the valve body 14 (the front and rear wall surfaces of the valve chamber 12).
- the valve body 16 is sandwiched between the two seat members 40 and is disposed so as to be able to rotate and slide freely while in contact with each seat member 40.
- the space between the seat member 40 and the valve body 14 is sealed, for example, airtight or watertight, by O-rings 42.
- the O-rings 42 are attached, for example, to O-ring grooves (not shown) formed in the seat member 40.
- PPS polyphenylene sulfide
- valve body 14 and valve elements 16, 116
- 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 formed integrally with the valve body 14.
- first flow path 21 can be referred to as a first port
- second flow path 22 as a second port
- third flow path 23 as a third port.
- the first flow path 21 is open, for example, at both ends, 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 midway through the first flow path 21. As a result, the first flow path 21 and the first inlet/outlet 31 are formed in a roughly T-shape in plan view.
- the second flow path 22 is arranged alongside the first flow path 21 with the valve body 14 sandwiched between them, 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 midway through the second flow path 22.
- the second flow path 22 and the second inlet/outlet 32 are formed in a roughly T-shape in plan view.
- Female fittings 51, 52 are provided at one end of the first flow path 21 and the second flow path 22, respectively.
- Male fittings 61, 62 are provided at the other end of the first flow path 21 and the second flow path 22, respectively.
- the male fittings 61, 62 are structured to be connectable to the female fittings 51, 52. This makes it possible to connect and link the first flow path 21 and second flow path 22 of one valve unit 20 to the first flow path 21 and second flow path 22 of another valve unit 20, respectively. Note that this fitting structure is just one example, and any other fitting structure can be used.
- the third flow path 23 communicates with the third inlet/outlet 33 and is open on the side opposite the third inlet/outlet 33.
- the third flow path 23 has a bent portion 23A.
- the third inlet/outlet 33 is located above the bent portion 23A.
- the open end of the third flow path 23 is located, for example, in front of the bent portion 23A and protrudes further forward than the second flow path 22, for example.
- the open end of the third flow path 23 is provided with, for example, a male fitting 64 that can be connected to piping to other equipment.
- a through-hole 23D is formed at the bottom of the bent portion 23A in the third flow path 23 of the upper valve unit 20.
- the valve stem 128 can be passed through the through-hole 23D.
- the bottom of the bent portion 23A may not have a through-hole 23D, as in the lower valve unit 20 in Figure 3.
- the blocking portion may be equipped with a temperature sensor (not shown). The temperature sensor is supported by the blocking portion, for example, and is positioned so that its tip is located within the third flow path 23. By using the temperature sensor, the temperature within the third flow path 23 can be accurately measured.
- the rotary driver 18 is connected to the valve unit 20 and rotates the valve element 16 to selectively switch the communication states of the first inlet/outlet 31, the second inlet/outlet 32, and the third inlet/outlet 33 through the flow paths of the valve element 16.
- the rotary driver 18 is disposed above the valve body 14 in the upper valve unit 20.
- a bracket 24 is fixed to the top of the upper valve body 14, and the rotary driver 18 is fixed to the top of the bracket 24 using, for example, a screw 26.
- the screw 26 is fastened to a boss 25 provided on the bracket 24.
- the upward opening of the valve chamber 12 of the upper valve body 14 is closed by, for example, the bracket 24.
- the bracket 24 has a shape that closes the opening of the valve chamber 12.
- the bracket 24 is welded to the inside of the opening of the valve chamber 12 in a spigot-fitted state.
- the rotary drive unit 18 is, for example, a geared motor. This rotary drive unit 18 is provided with a connector 50 to which wiring is connected, for example, for communication with the control unit and for power supply. A drive member 30 is connected to the rotary drive unit 18 as an output shaft.
- One valve unit 20 is connected to another valve unit 20 on the side opposite the rotary drive unit 18.
- the portion of the upper valve unit 20 that overlaps the lower valve unit 20 serves as a lid 68 that closes 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 using the bracket 24 in FIG. 12 , in which the bottom of the upper valve body 14 is welded to the inside of the opening of the valve chamber 12 of the lower valve body 14 in a spigot-fitted state.
- the two upper and lower valve discs 16, 116 of the two valve units 20 are rotationally driven by a single rotary drive unit 18.
- the two valve discs 16, 116 are rotationally driven, for example, in opposite directions.
- valve element refers to two valve elements arranged in series in the direction of the rotation axis.
- the rotation axes of the two valve elements 16, 116 do not necessarily have to coincide with each other, as long as one rotary drive unit 18 can rotate the two valve elements 16, 116.
- the flow path switching valve 10 has one (upper) valve shaft 28, the other (lower) valve shaft 128, a drive member 30, and a connecting member 56.
- the valve shaft 28 is attached to one (upper) valve body 16.
- the valve shaft 128 is attached to the other (lower) valve body 116.
- the drive member 30 is driven to rotate by the driving force of the rotary drive unit 18 and is rotatable relative to the valve shaft 28.
- One end of the connecting member 56 is rotatably inserted through one (upper) valve shaft 28 and connected to the drive member 30, and the other end is connected to the valve shaft 128.
- the connecting member 56 passes through the upper valve shaft 28 and the upper valve body 16.
- One end of the connecting member 56 is provided with an engagement portion 56A having a D-shaped cross section with a flat portion along a portion of the circumference.
- the drive member 30 has a hole, for example, with a D-shaped cross section, into which the engagement portion 56A can be inserted. When this hole engages with the engagement portion 56A, the rotation of the drive member 30 is transmitted to the connecting member 56.
- the connecting member 56 When the connecting member 56 rotates, the rotation is transmitted to the lower valve shaft 128, but not to the upper valve shaft 28.
- the connecting member 56 may be a shaft, or may have a flexible portion that is capable of transmitting rotation.
- the connecting member 56 is configured as a shaft.
- An O-ring 76 is attached to the connecting member 56. This O-ring 76 provides an airtight or watertight seal between the connecting member 56 and the valve body 16, for example.
- the gear mechanism 80 is a mechanism for rotating one valve element, for example, the upper valve element 16, at a slower speed than the other valve element, for example, the lower valve element 116.
- This gear mechanism 80 is disposed in a housing portion 24A provided in, for example, the bracket 24.
- the housing portion 24A is closed by a cover member 27 (FIG. 1).
- the gear mechanism 80 has a first gear 81, an intermediate gear 86, a second gear 82, a third gear 83, and a fourth gear 84.
- the first gear 81 is provided, for example, at the lower end of the outer periphery of the drive member 30.
- the intermediate gear 86 is an idler gear that meshes with the first gear 81.
- the second gear 82 meshes with the intermediate gear 86 and is a gear with a greater number of teeth than the first gear 81.
- the third gear 83 is provided coaxially with the second gear 82 and is a gear that rotates integrally with the second gear 82.
- the second gear 82 and the third gear 83 are, for example, formed integrally.
- the fourth gear 84 is provided on the outer periphery of the upper valve shaft 28 and meshes with the third gear 83 and is a gear with a greater number of teeth than the third gear 83.
- the rotation axes of the second gear 82 and the third gear 83 are parallel to the rotation axis of the first gear 81, the rotation axis of the fourth gear 84, and the rotation axis of the intermediate gear 86. In this way, the rotation of the drive member 30 is decelerated via the gear mechanism 80 and transmitted to the upper valve disc 16.
- the intermediate gear 86 and the coaxially integrated second gear 82 and third gear 83 are interposed between the first gear 81 and the fourth gear 84, the first gear 81 and the fourth gear 84 rotate in opposite directions. This causes the drive member 30, the upper valve shaft 28, and the upper valve disc 16 to rotate in opposite directions.
- the reduction ratio of the gear mechanism 80 can be set arbitrarily; in the examples shown in Figures 7 and 9 it is set to 1/2, and in the example shown in Figure 8 it is set to 1/4.
- the drive member 30 rotates.
- the drive member 30 is connected to the lower valve shaft 128 via the connecting member 56, and the rotation of the drive member 30 is transmitted to the lower valve body 116, causing the valve body 116 to rotate without being decelerated.
- An upper valve shaft 28 is attached to the upper valve body 16, and the drive member 30 is rotatable relative to the valve shaft 28. Therefore, the rotation of the drive member 30 is not directly transmitted to the valve shaft 28 and valve body 16.
- a gear mechanism 80 is provided between the drive member 30 and the upper valve shaft 28, and includes a first gear 81, an intermediate gear 86, a second gear 82, a third gear 83, and a fourth gear 84.
- the first gear 81 on the outer periphery of the drive member 30 meshes with the intermediate gear 86, which in turn meshes with a second gear 82, which has a greater number of teeth than the first gear 81. Therefore, when the rotation of the drive member 30 is transmitted from the first gear 81 to the second gear 82, it is decelerated, and the second gear 82 rotates in the opposite direction to the drive member 30.
- the third gear 83 also rotates integrally.
- the third gear 83 meshes with a fourth gear 84, which has a greater number of teeth than the third gear 83.
- the fourth gear 84 is provided on the outer periphery of the upper valve shaft 28. Therefore, when the rotation of the third gear 83 is transmitted to the fourth gear 84, i.e., the upper valve shaft 28, it is decelerated. In other words, the rotation of the drive member 30 is decelerated in two stages by the gear mechanism 80 and transmitted to the upper valve shaft 28 and upper valve body 16 in the reversed direction.
- the lower valve body 116 can be rotated without decelerating, and the upper valve body 16 can be decelerated and rotated in the opposite direction.
- the upper valve body 16 and the lower valve body 116 rotate in opposite directions.
- the lower valve body 116 rotates 90° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -45° to partially open the first inlet/outlet 31 (for example, 50% opening).
- the lower valve body 16 rotates 180° to open the second inlet/outlet 32 (second flow path 22 side).
- the upper valve body 16 rotates -90° to close the first inlet/outlet 31 and second inlet/outlet 32.
- the lower valve body 116 rotates 270° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -135° to partially open the second inlet/outlet 32 (for example, 50% opening).
- the lower valve body 116 rotates 360° to open the first inlet/outlet 31.
- the upper valve body 16 rotates -180° to open the second inlet/outlet 32.
- the reduction ratio of the upper valve body 16 relative to the rotation of the rotary drive unit 18 is set to 1/4, and there is no reduction in the rotation of the lower valve body 116.
- the lower valve body 116 rotates 90° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -22.5° to partially open the first inlet/outlet 31 (for example, 75%).
- the lower valve body 16 rotates 180° to open the second inlet/outlet 32 (second flow path 22 side).
- the upper valve body 16 rotates -45° to partially open the first inlet/outlet 31 (for example, 50%).
- the lower valve body 116 rotates 270° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -67.5° to partially close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 (for example, 25% opening).
- the lower valve body 116 opens the first inlet/outlet 31, and the upper valve body 16 rotates -90° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the lower valve body 116 rotates 450°, closing the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -112.5°, but the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 are partially closed (for example, 25% opening).
- the lower valve element 16 rotates 540° to open the second inlet/outlet 32 (second flow path 22 side).
- the upper valve element 16 rotates -135° to partially open the second inlet/outlet 32 (for example, 50%).
- the lower valve body 116 rotates 630° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -157.5° to partially open the second inlet/outlet 32 (for example, 75%).
- the lower valve body 116 rotates 720° to open the first inlet/outlet 31.
- the upper valve body 16 rotates -180° to open the second inlet/outlet 32.
- the reduction ratio of the upper valve element 16 relative to the rotation of the rotary drive unit 18 is set to 1/2, and there is no reduction in the rotation of the lower valve element 116.
- the upper valve element 16 has an L-shaped flow path 36, and this structure allows the first flow path 21, second flow path 22, and third flow path 23 ( Figure 3) to be interconnected.
- the lower valve body 116 rotates 90° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -45° to partially open the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 (for example, 50% each).
- the lower valve body 16 rotates 180° to open the second inlet/outlet 32 (second flow path 22 side).
- the upper valve body 16 rotates -90° to open the second inlet/outlet 32.
- the lower valve body 116 rotates 270° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -135° to partially open the second inlet/outlet 32 (for example, 75% opening).
- the lower valve body 116 opens the first inlet/outlet 31.
- the upper valve body 16 rotates -180° to open the second inlet/outlet 32.
- the lower valve body 116 rotates 450° to close the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -225° to partially open the first inlet/outlet 31 and the second inlet/outlet 32 (for example, 50% each).
- the lower valve body 16 rotates 540° to open the second inlet/outlet 32.
- the upper valve body 16 rotates -270° to open the first inlet/outlet 31.
- this embodiment makes it possible to increase the variety of switching modes available in the flow path switching valve 10. Furthermore, because one of the valve bodies 16 is decelerated, the drive torque can be reduced. This increases the motor output margin. This provides an improved flow path switching valve.
- the gear mechanism 80 is provided above the upper valve unit 20, but it may also be located between the upper valve unit 20 and the lower valve unit 20, or below the lower valve unit 20.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanically-Actuated Valves (AREA)
Abstract
流路切換弁は、上下2つの弁体を1つの回転駆動部により回転させると共に、歯車機構により一方の弁体を他方の弁体より減速しかつ逆方向に回転させる。
Description
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、互いに連結された上下の弁体がモータに駆動されて同期して回転するため、上下のバルブにおいて切換えモードを異ならせることができないと考えられる。
本開示は、流路切換弁における切換えモードのバリエーションを増やすことを目的とする。
第1の態様に係る流路切換弁は、上下2つの前記弁体を1つの前記回転駆動部により回転させると共に、歯車機構により一方の前記弁体を他方の前記弁体より減速すると共に他方の前記弁体と逆方向に回転させる。
この流路切換弁では、上下2つの弁ユニットにおける2つの弁体を1つの回転駆動部により回転させて、流路を切り換える。このとき、歯車機構により一方の弁体を他方の弁体より減速すると共に他方の弁体と逆方向に回転させるので、2つの弁体の回転角度及び回転方向に差が生じる。このため、2つの弁ユニットを互いに異なる切換えモードにすることができる。
第2の態様は、第1の態様に係る流路切換弁において、前記一方の弁体に取り付けられた一方の弁軸と、前記他方の弁体に取り付けられた他方の弁軸と、前記回転駆動部の駆動力を受けて回転駆動され、前記一方の弁軸に対して相対回転可能とされた駆動部材と、一端側が前記一方の弁軸に対して回動自在に挿通されると共に前記駆動部材に結合され、他端側が前記他方の弁軸に結合された連結部材と、を有し、前記歯車機構は、前記駆動部材の外周に設けられた第1歯車と、前記第1歯車と噛み合う中間歯車と、前記中間歯車と噛み合い、前記第1歯車より歯数の多い第2歯車と、前記第2歯車の同軸上に設けられ前記第2歯車と一体的に回転する第3歯車と、前記一方の弁軸の外周に設けられ、前記第3歯車と噛み合い、前記第3歯車より歯数の多い第4歯車と、を有する。
この流路切換弁では、回転駆動部が作動すると、駆動部材が回転する。駆動部材は、連結部材を介して他方の弁軸に連結されており、駆動部材の回転が他方の弁体に伝達されるため、該弁体が減速されずに回転する。
一方の弁体には、一方の弁軸が取り付けられており、駆動部材は該弁軸に対して相対回転可能とされている。したがって、駆動部材の回転が一方の弁軸及び一方の弁体に直接伝達されることはない。
駆動部材と一方の弁軸の間には、歯車機構としての第1歯車、中間歯車、第2歯車、第3歯車及び第4歯車が設けられている。駆動部材の外周の第1歯車は中間歯車と噛み合い、中間歯車は第1歯車より歯数の多い第2歯車と噛み合っている。したがって、駆動部材の回転が第1歯車から第2歯車に伝達されるときに減速されると共に、第2歯車は駆動部材と逆方向に回転する。第2歯車が回転すると第3歯車も一体的に回転する。第3歯車は、該第3歯車より歯数の多い第4歯車と噛み合っている。第4歯車は、他方の弁軸の外周に設けられている。したがって、第3歯車の回転が第4歯車、つまり一方弁軸に伝達されるときに減速される。つまり、駆動部材の回転は、一方の弁軸及び一方の弁体に対しては歯車機構により2段階で減速されると共に、回転方向が逆転して伝達される。
このように、他方の弁体を減速せずに回転させ、一方の弁体を減速して逆回転させることができる。
第3の態様は、第1態様又は第2の態様に係る流路切換弁において、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、前記第三入出口と反対側が開口した第三流路と、を備えた弁ユニットを有し、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、前記回転駆動部は、前記弁ユニットに連結され、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、2つの弁ユニットにおける2つの弁体を1つの回転駆動部により回転させて、流路を切り換える。これにより、2つの弁ユニットにおける第一入出口、第二入出口及び第三入出口の連通状態を、それぞれ弁体の流路を通じて選択的に切り換えることができる。
本開示によれば、流路切換弁における切換えモードのバリエーションを増やすことができる。
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、同一又は同様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から図5において、本実施形態に係る流路切換弁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又は四方弁として使用されるものである。流路切換弁10は、弁ユニット20と、回転駆動部18と、歯車機構80とを有している。
[弁ユニット]
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。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。また、後述する弁体16の流路36を平面視でL字形に形成することで、第一流路21と第二流路22と第三流路23とが互いに連通した状態を実現することもできる(図13)。図2、図3に示されるように、例えば第一流路21の側部に車両等への取付け部29が設けられていてもよい。
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。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。また、後述する弁体16の流路36を平面視でL字形に形成することで、第一流路21と第二流路22と第三流路23とが互いに連通した状態を実現することもできる(図13)。図2、図3に示されるように、例えば第一流路21の側部に車両等への取付け部29が設けられていてもよい。
(弁本体)
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。なお、弁本体14は、第一流路21を有する部材と第二流路22とを溶着して組み立てられている。後述する弁体16及び封止部38は、弁本体14の溶着前に弁室内に挿入・組付けされる。
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。なお、弁本体14は、第一流路21を有する部材と第二流路22とを溶着して組み立てられている。後述する弁体16及び封止部38は、弁本体14の溶着前に弁室内に挿入・組付けされる。
(弁体)
弁体16,116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。上側の弁体16には上側の弁軸28が差し込まれている。弁軸28は、例えばブラケット24に上から差し込まれて、更に上側の弁軸28が差し込まれている。弁軸28にはOリング74が取り付けられている。このOリング74により、弁軸28とブラケット24との間が、例えば気密的、水密的にシールされている。
弁体16,116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。上側の弁体16には上側の弁軸28が差し込まれている。弁軸28は、例えばブラケット24に上から差し込まれて、更に上側の弁軸28が差し込まれている。弁軸28にはOリング74が取り付けられている。このOリング74により、弁軸28とブラケット24との間が、例えば気密的、水密的にシールされている。
下側の弁体116には、下側の弁軸128が差し込まれている。上側の弁体16と上側の弁軸28とは、弁軸28の軸方向回りに互いに係合しており、弁軸28の回転が弁体16に伝達されるようになっている。また、下側の弁体116と下側の弁軸128とは、弁軸128の軸方向回りに互いに係合しており、弁軸128の回転が弁体116に伝達されるようになっている。
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16,116の内部には流路(内部流路)36がそれぞれ設けられている。ここで弁体16について述べると、図4、図6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9に示されるように、上側の弁体16の横穴がL字形に形成されていてもよい。
図3に示されるように、弁体16,116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。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16,116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1から図3において、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1から図3において、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。
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。これにより、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。
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。
図3に示される例では、上側の弁ユニット20の第三流路23における屈曲部23Aの底には、貫通孔23Dが形成されている。貫通孔23Dには弁軸128を通すことが可能となっている。下方に他の弁ユニット20が重ねられない場合、図3の下側の弁ユニット20のように、例えば屈曲部23A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(例えば図示しない閉塞部とする)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(図示せず)を備えていてもよい。温度センサは、例えば閉塞部に支持されており、先端が第三流路23内に位置するように配置される。温度センサ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。
(回転駆動部)
図1において、回転駆動部18は、弁ユニット20に連結され、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の流路を通じて選択的に切り換わるように弁体16を回転させる装置である。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24が固定され、該ブラケット24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。ねじ26は、ブラケット24に設けられたボス25に締結される。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24により閉塞されている。換言すれば、ブラケット24が、弁室12の開口を塞ぐ形状を有している。ブラケット24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。
図1において、回転駆動部18は、弁ユニット20に連結され、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の流路を通じて選択的に切り換わるように弁体16を回転させる装置である。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24が固定され、該ブラケット24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。ねじ26は、ブラケット24に設けられたボス25に締結される。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24により閉塞されている。換言すれば、ブラケット24が、弁室12の開口を塞ぐ形状を有している。ブラケット24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、出力軸としての駆動部材30が結合されている。
[弁ユニットの重ね合せ]
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が重ねて連結されている。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68とされている。この閉塞構造は、図12におけるブラケット24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。2つの弁ユニット20における上下2つの弁体16,116は、1つの回転駆動部18により回転駆動される。2つの弁体16,116は、例えば互いに逆方向に回転駆動される。なお、上下2つの弁体16,116とは、弁体16,116の回転軸方向を上下方向としたときに、上側が弁体16、下側が弁体116となっていることを意味する。回転軸方向が上下方向と異なる場合には、当該回転軸の方向に直列に配置された2つの弁体を意味する。2つの弁体16,116の回転軸は必ずしも互いに一致していなくてもよく、1つの回転駆動部18で2つの弁体16,116を回転させることが可能となっていればよい。
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が重ねて連結されている。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68とされている。この閉塞構造は、図12におけるブラケット24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。2つの弁ユニット20における上下2つの弁体16,116は、1つの回転駆動部18により回転駆動される。2つの弁体16,116は、例えば互いに逆方向に回転駆動される。なお、上下2つの弁体16,116とは、弁体16,116の回転軸方向を上下方向としたときに、上側が弁体16、下側が弁体116となっていることを意味する。回転軸方向が上下方向と異なる場合には、当該回転軸の方向に直列に配置された2つの弁体を意味する。2つの弁体16,116の回転軸は必ずしも互いに一致していなくてもよく、1つの回転駆動部18で2つの弁体16,116を回転させることが可能となっていればよい。
具体的には、流路切換弁10は、一方(上側)の弁軸28と、他方(下側)の弁軸128と、駆動部材30と、連結部材56とを有している。弁軸28は、一方(上側)の弁体16に取り付けられている。弁軸128は、他方(下側)の弁体116に取り付けられている。駆動部材30は、回転駆動部18の駆動力を受けて回転駆動され、弁軸28に対して相対回転可能とされている。連結部材56は、一端側が一方(上側)の弁軸28に対して回動自在に挿通されると共に駆動部材30に結合され、他端側が弁軸128に結合されている。連結部材56は、上側の弁軸28及び上側の弁体16を貫通している。連結部材56の一端側には、例えば周方向の一部に平面部を有する断面D字形の係合部56Aが設けられている。駆動部材30は、係合部56Aを差し込み可能な例えば断面D字形の穴を有している。この穴と係合部56Aが係合することで、駆動部材30の回転が連結部材56に伝達されるようになっている。
連結部材56が回転したとき、その回転は下側の弁軸128には伝達されるが、上側の弁軸28には伝達されないようになっている。連結部材56は、軸であってもよく、また可撓性を有しながら回転伝達可能な部分を有していてもよい。本実施形態では、連結部材56は軸として構成されている。連結部材56にはOリング76が取り付けられている。このOリング76により、連結部材56と弁体16との間が、例えば気密的、水密的にシールされている。
(歯車機構)
図4から図6において、歯車機構80は、一方の弁体、例えば上側の弁体16を、他方の弁体、例えば下側の弁体116より減速して回転させる機構である。この歯車機構80は、例えばブラケット24に設けられた収容部24Aに配置されている。収容部24Aは、蓋部材27で閉塞されている(図1)。
図4から図6において、歯車機構80は、一方の弁体、例えば上側の弁体16を、他方の弁体、例えば下側の弁体116より減速して回転させる機構である。この歯車機構80は、例えばブラケット24に設けられた収容部24Aに配置されている。収容部24Aは、蓋部材27で閉塞されている(図1)。
歯車機構80は、第1歯車81と、中間歯車86と、第2歯車82と、第3歯車83と、第4歯車84とを有している。第1歯車81は、駆動部材30の外周における例えば下端部に設けられている。中間歯車86は、第1歯車81と噛み合うアイドラ歯車である。第2歯車82は、中間歯車86と噛み合い、第1歯車81より歯数の多い歯車である。第3歯車83は、第2歯車82の同軸上に設けられ、第2歯車82と一体的に回転する歯車である。第2歯車82と第3歯車83は、例えば一体的に形成されている。第4歯車84は、上側の弁軸28の外周に設けられ、第3歯車83と噛み合い、第3歯車83より歯数の多い歯車である。第2歯車82と第3歯車83の回転軸は、第1歯車81の回転軸及び第4歯車84の回転軸、中間歯車86の回転軸と平行とされている。このように、駆動部材30の回転は、歯車機構80を介して減速されて上側の弁体16に伝達されるようになっている。また、第1歯車81と第4歯車84の間に、中間歯車86と、同軸上に一体化された第2歯車82と第3歯車83が介在するので、第1歯車81と第4歯車84は、互いに逆方向に回転する。これにより、駆動部材30と、上側の弁軸28及び上側の弁体16とが、互いに逆方向に回転するようになっている。
歯車機構80における減速比は、任意に設定することが可能であり、図7、図9に示される例では1/2とされ、図8に示される例では1/4とされている。
(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。図1から図6において、本実施形態に係る流路切換弁10では、2つの弁ユニット20における2つの弁体16,116を1つの回転駆動部18により回転させて、流路を切り換える。このとき、歯車機構80により上側の弁体16を下側の弁体116より減速すると共に下側の弁体116と逆方向にして回転させるので、2つの弁体16,116の回転角度及び回転方向に差が生じる。このため、2つの弁体16,116を回転させつつ、2つの弁ユニット20を互いに異なる切換えモードにすることができる。
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。図1から図6において、本実施形態に係る流路切換弁10では、2つの弁ユニット20における2つの弁体16,116を1つの回転駆動部18により回転させて、流路を切り換える。このとき、歯車機構80により上側の弁体16を下側の弁体116より減速すると共に下側の弁体116と逆方向にして回転させるので、2つの弁体16,116の回転角度及び回転方向に差が生じる。このため、2つの弁体16,116を回転させつつ、2つの弁ユニット20を互いに異なる切換えモードにすることができる。
具体的には、回転駆動部18が作動すると、駆動部材30が回転する。駆動部材30は、連結部材56を介して下側の弁軸128に連結されており、駆動部材30の回転が下側の弁体116に伝達されるため、該弁体116が減速されずに回転する。
上側の弁体16には、上側の弁軸28が取り付けられており、駆動部材30は該弁軸28に対して相対回転可能とされている。したがって、駆動部材30の回転が弁軸28及び弁体16に直接伝達されることはない。
駆動部材30と上側の弁軸28の間には、歯車機構80としての第1歯車81、中間歯車86、第2歯車82、第3歯車83及び第4歯車84が設けられている。駆動部材30の外周の第1歯車81は中間歯車86と噛み合い、中間歯車86は第1歯車81より歯数の多い第2歯車82と噛み合っている。したがって、駆動部材30の回転が第1歯車81から第2歯車82に伝達されるときに減速されると共に、第2歯車82は駆動部材30と逆方向に回転する。第2歯車82が回転すると第3歯車83も一体的に回転する。第3歯車83は、該第3歯車83より歯数の多い第4歯車84と噛み合っている。第4歯車84は、上側の弁軸28の外周に設けられている。したがって、第3歯車83の回転が第4歯車84、つまり上側の弁軸28に伝達されるときに減速される。つまり、駆動部材30の回転は、上側の弁軸28及び上側の弁体16に対しては歯車機構80により2段階で減速されると共に、回転方向が逆転して伝達される。
このように、下側の弁体116を減速せずに回転させ、上側の弁体16を減速して逆回転させることができる。本実施形態では、上側の弁体16と下側の弁体116が互いに逆方向に回転する。
ここで、図7から図9を用いて、3つの切換えモードを例示する。図7に示される例では、回転駆動部18の回転に対する上側の弁体16の減速比が1/2とされ、下側の弁体116の減速はないものとされている。下側の弁体116の回転方向を正としたときの上側の弁体16の回転方向を負で示す。
回転駆動部18の回転角度が0°のとき、上側の弁体16と下側の弁体116は、第一入出口31(第一流路21側)を開いた状態である。この状態では、上下の弁ユニット20において、第一流路21と第三流路23とが連通する。以下も同様に、弁が開かれた流路と第三流路23とが連通する。
回転駆動部18の回転角度が90°のとき、下側の弁体116は、90°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-45°回転し、第一入出口31を部分的に開いている(例えば開度50%)。
回転駆動部18の回転角度が180°のとき、下側の弁体16は、180°回転して第二入出口32(第二流路22側)を開く。上側の弁体16は、-90°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じた状態となる。
回転駆動部18の回転角度が270°のとき、下側の弁体116は、270°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-135°回転して第二入出口32を部分的に開いている(例えば開度50%)。
そして、回転駆動部18の回転角度が360°のとき、下側の弁体116は、360°回転して第一入出口31を開く。上側の弁体16は、-180°回転して第二入出口32を開く。
図8に示される例では、回転駆動部18の回転に対する上側の弁体16の減速比が1/4とされ、下側の弁体116の減速はないものとされている。
回転駆動部18の回転角度が0°のとき、上側の弁体16と下側の弁体116は、第一入出口31(第一流路21側)を開いた状態である。
回転駆動部18の回転角度が90°のとき、下側の弁体116は、90°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-22.5°回転し、第一入出口31を部分的に開いている(例えば75%)。
回転駆動部18の回転角度が180°のとき、下側の弁体16は、180°回転して第二入出口32(第二流路22側)を開く。上側の弁体16は、-45°回転して第一入出口31を部分的に開いている(例えば50%)。
回転駆動部18の回転角度が270°のとき、下側の弁体116は、270°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-67.5°回転して第一入出口31及び第二入出口32を部分的に閉じる(例えば開度25%)。
回転駆動部18の回転角度が360°のとき、下側の弁体116は第一入出口31を開き、上側の弁体16は-90°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。
回転駆動部18の回転角度が450°のとき、下側の弁体116は、450°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-112.5°回転するが、第一入出口31及び第二入出口32は部分的に閉じている(例えば開度25%)。
回転駆動部18の回転角度が540°のとき、下側の弁体16は、540°回転して第二入出口32(第二流路22側)を開く。上側の弁体16は、-135°回転して、第二入出口32を部分的に開いている(例えば50%)。
回転駆動部18の回転角度が630°のとき、下側の弁体116は、630°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-157.5°回転して、第二入出口32を部分的に開いている(例えば75%)。
そして、回転駆動部18の回転角度が720°のとき、下側の弁体116は、720°回転して第一入出口31を開く。上側の弁体16は、-180°回転して第二入出口32を開く。
図9に示される例では、回転駆動部18の回転に対する上側の弁体16の減速比が1/2とされ、下側の弁体116の減速はないものとされている。また、上側の弁体16がL字形の流路36を有し、第一流路21と第二流路22と第三流路23(図3)とが互いに連通した状態を実現できる構造である。
回転駆動部18の回転角度が0°のとき、上側の弁体16と下側の弁体116は、第一入出口31(第一流路21側)を開いた状態である。
回転駆動部18の回転角度が90°のとき、下側の弁体116は、90°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-45°回転し、第一入出口31及び第二入出口32を部分的に開いている(例えばそれぞれ50%)。
回転駆動部18の回転角度が180°のとき、下側の弁体16は、180°回転して第二入出口32(第二流路22側)を開く。上側の弁体16は、-90°回転して第二入出口32を開く。
回転駆動部18の回転角度が270°のとき、下側の弁体116は、270°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-135°回転して第二入出口32を部分的に開いている(例えば開度75%)。
回転駆動部18の回転角度が360°のとき、下側の弁体116は第一入出口31を開く。上側の弁体16は、-180°回転して第二入出口32を開く。
回転駆動部18の回転角度が450°のとき、下側の弁体116は、450°回転して第一入出口31及び第二入出口32を閉じる。上側の弁体16は、-225°回転して第一入出口31及び第二入出口32を部分的に開いている(例えばそれぞれ50%)。
そして、回転駆動部18の回転角度が540°のとき、下側の弁体16は、540°回転して第二入出口32を開く。上側の弁体16は、-270°回転して、第一入出口31を開く。
このように、本実施形態によれば、流路切換弁10における切換えモードのバリエーションを増やすことができる。また、弁体16の一方が減速されるため駆動トルクを低減できる。そのため、モータの出力の余裕度を向上できる。これにより、改良された流路切換弁が提供される。
[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。
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。
歯車機構80は、上側の弁ユニット20の上側に設けられるものとしたが、上側の弁ユニット20と下側の弁ユニット20の間や、下側の弁ユニット20の下側に配置されていてもよい。
2024年5月13日に出願された日本国特許出願2024-78258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。
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 (3)
- 上下2つの弁体を1つの回転駆動部により回転させると共に、歯車機構により一方の前記弁体を他方の前記弁体より減速すると共に他方の前記弁体と逆方向に回転させる流路切換弁。
- 前記一方の弁体に取り付けられた一方の弁軸と、
前記他方の弁体に取り付けられた他方の弁軸と、
前記回転駆動部の駆動力を受けて回転駆動され、前記一方の弁軸に対して相対回転可能とされた駆動部材と、
一端側が前記一方の弁軸に対して回動自在に挿通されると共に前記駆動部材に結合され、他端側が前記他方の弁軸に結合された連結部材と、を有し、
前記歯車機構は、
前記駆動部材の外周に設けられた第1歯車と、
前記第1歯車と噛み合う中間歯車と、
前記中間歯車と噛み合い、前記第1歯車より歯数の多い第2歯車と、
前記第2歯車の同軸上に設けられ前記第2歯車と一体的に回転する第3歯車と、
前記一方の弁軸の外周に設けられ、前記第3歯車と噛み合い、前記第3歯車より歯数の多い第4歯車と、
を有する請求項1に記載の流路切換弁。 - 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前記弁体と、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、前記第三入出口と反対側が開口した第三流路と、を備えた弁ユニットを有し、
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、
前記回転駆動部は、前記弁ユニットに連結され、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又は請求項2に記載の流路切換弁。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2024078258A JP2025172638A (ja) | 2024-05-13 | 2024-05-13 | 流路切換弁 |
| JP2024-078258 | 2024-05-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025238902A1 true WO2025238902A1 (ja) | 2025-11-20 |
Family
ID=97719577
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/041886 Pending WO2025238902A1 (ja) | 2024-05-13 | 2024-11-26 | 流路切換弁 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2025172638A (ja) |
| WO (1) | WO2025238902A1 (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150027575A1 (en) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Actuation system for multi-chamber thermal management valve module |
| US20200248836A1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Valve arrangement |
| CN111828682A (zh) | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 一种控制阀 |
| WO2024024400A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 株式会社不二工機 | 流路切換弁 |
| JP2024078258A (ja) | 2022-11-29 | 2024-06-10 | 株式会社吉野工業所 | 吐出容器 |
-
2024
- 2024-05-13 JP JP2024078258A patent/JP2025172638A/ja active Pending
- 2024-11-26 WO PCT/JP2024/041886 patent/WO2025238902A1/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150027575A1 (en) * | 2013-07-25 | 2015-01-29 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Actuation system for multi-chamber thermal management valve module |
| US20200248836A1 (en) * | 2019-02-05 | 2020-08-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Valve arrangement |
| CN111828682A (zh) | 2019-04-17 | 2020-10-27 | 浙江三花汽车零部件有限公司 | 一种控制阀 |
| WO2024024400A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 株式会社不二工機 | 流路切換弁 |
| JP2024078258A (ja) | 2022-11-29 | 2024-06-10 | 株式会社吉野工業所 | 吐出容器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2025172638A (ja) | 2025-11-26 |
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