特開 2023-94336 ロータリバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023094336

(43)【公開日】2023-07-05

(54)【発明の名称】ロータリバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 5/04 20060101AFI20230628BHJP

【ＦＩ】

F16K5/04 A

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021209757

(22)【出願日】2021-12-23

(71)【出願人】

【識別番号】591012200

【氏名又は名称】株式会社東海理機

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】榊原 晃来

(72)【発明者】

【氏名】黒川 昌久

【テーマコード（参考）】

3H054

【Ｆターム（参考）】

3H054AA02

3H054BB17

3H054BB22

3H054CA07

3H054CB23

3H054DD01

3H054GG02

(57)【要約】

【課題】弁体の組み付け性の向上を図る。
【解決手段】ハウジング１５には流体ＦＬの流入口２７が形成され、ハウジング１５の環状壁部２２の周方向における複数箇所には流体ＦＬの第１流出口３１及び第２流出口３５が形成される。環状壁部２２内には円柱状の弁本体部４２が回転可能に配置される。環状壁部２２における流出口３１，３５毎の周縁部と、弁本体部４２の外周面４６との間には、パッキン５５，５６が配置される。外周面４６は、環状壁部２２の径方向におけるパッキン５５，５６の内側部５８を弾性変形させることで、流出口３１，３５の周りで、環状壁部２２及び弁本体部４２の間をシールする大径部５１と、大径部５１に対し、弁本体部４２の周方向に異なる箇所に位置し、かつ大径部５１よりも外径の小さな小径部５２とを備える。弁体４１の回転位相は、小径部５２が全てのパッキン５５，５６の内側部５８に対向する回転位相を含む。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

環状壁部を有し、かつ流体の流入口が形成されるとともに、前記環状壁部の周方向における１箇所又は複数箇所に前記流体の流出口が形成されたハウジングと、
前記環状壁部内に配置され、かつ前記流入口及び前記流出口を連通させる可動流路が形成された円柱状の弁本体部を有し、かつ軸部により前記ハウジングに回転可能に支持された弁体と、
前記環状壁部における前記流出口毎の周縁部、及び前記弁本体部における外周面の間に配置されたパッキンと
を備え、前記弁体の回転に伴い回転位相が変化することにより前記流出口の開度を調整するロータリバルブであって、
前記弁本体部の外周面は、前記環状壁部の径方向における前記パッキンの内側部を弾性変形させることで、前記流出口の周りで、前記環状壁部及び前記弁本体部の間をシールする大径部と、前記大径部に対し、前記弁本体部の周方向に異なる箇所に位置し、かつ前記大径部よりも外径の小さな小径部とを備え、
前記回転位相は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでいるロータリバルブ。

【請求項2】

前記小径部の外径は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向したときに、全ての前記内側部から離間する大きさに設定されている請求項１に記載のロータリバルブ。

【請求項3】

前記流出口は、前記環状壁部の周方向における複数箇所に形成され、
前記回転位相は、前記大径部が少なくとも１つの前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでいる請求項１又は２に記載のロータリバルブ。

【請求項4】

前記流出口は、前記環状壁部の周方向における２箇所に形成され、
前記回転位相は、前記大径部が一方の前記パッキンの前記内側部のみに対向する回転位相を含んでいる請求項３に記載のロータリバルブ。

【請求項5】

２つの前記流出口は、前記環状壁部の周方向における一部の領域で、同周方向に隣り合っており、
前記ハウジングには、前記軸部が挿通される軸受孔が形成され、
前記軸部の周囲であって、同軸部と前記軸受孔の内壁面との間には、環状の軸シール部材が配置されている請求項４に記載のロータリバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁体を回転させて流出口の開度を調整するロータリバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

図１１に示すように、環状壁部７２を有するハウジング７１、弁体７６及びパッキン８１を備えるロータリバルブ７０が知られている（例えば、特許文献１参照）。ハウジング７１には、流体ＦＬの流入口７３が形成されている。また、環状壁部７２の複数箇所（図１１では２箇所）には、流体ＦＬの流出口７４，７５が形成されている。弁体７６は、環状壁部７２内に配置された円柱状の弁本体部７７を備え、軸部７９によりハウジング７１に回転可能に支持されている。弁本体部７７には、流入口７３と流出口７４，７５とを連通させる可動流路７８が形成されている。パッキン８１は、環状壁部７２における流出口７４，７５毎の周縁部と、弁本体部７７の外周面との間に配置されている。

【0003】

そして、弁体７６の回転に伴い回転位相が変化することにより、各流出口７４，７５の開度（開き具合）が調整される。
また、例えば、同図１１に示すように、弁本体部７７の外周面によって、環状壁部７２の径方向におけるパッキン８１の内側部８２が弾性変形されることで、流出口７４の周りで、環状壁部７２及び弁本体部７７の間がシールされる。流出口７４がパッキン８１を介して弁本体部７７によって閉塞された状態となり、環状壁部７２内の流体ＦＬが流出口７４からロータリバルブ７０の外部へ流出することを規制される。

【0004】

ところで、上記従来のロータリバルブ７０では、弁体７６の組み付けに際し、最初に環状壁部７２内にパッキン８１が装着される。そして、この状態で、弁本体部７７が環状壁部７２内に収容される。

【0005】

ここで、パッキン８１の内側部８２を弾性変形させてシールを行なうことから、環状壁部７２内において、弁本体部７７が収容されるスペースの内径は、弁体７６の組み付け前には、弁本体部７７の外径よりも小さい。

【0006】

上記のように小さなスペースに弁本体部７７を挿入するために、従来は次のいずれかの方法を採っている。
・治具を用いてパッキン８１の内側部８２を弾性変形させて、弁本体部７７が収容されるスペースを一時的に拡大する。拡大したスペースに弁本体部７７を挿入し、その後に治具を抜き出す。

【0007】

・治具を用いることなく、小さな上記スペースに弁本体部７７を強く挿入する。すなわち、弁本体部７７によってパッキン８１の内側部８２を弾性変形させることで上記スペースを拡大しながら、同弁本体部７７を上記スペースに挿入する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２０２１－５５７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

ところが、上記前者の方法では、治具によってパッキン８１の内側部８２を弾性変形させる工程と、弁本体部７７を挿入する工程とが別々に行なわれる。治具による弾性変形の分、組み付け工数が増える。

【0010】

後者の方法では、環状壁部７２内に弁本体部７７を挿入する際に、パッキン８１から大きな反力を受ける。そのため、弁本体部７７を環状壁部７２へ挿入しづらい。
従って、上記いずれの方法も、弁体７６の組み付け性の点で改良の余地が残されている。

【課題を解決するための手段】

【0011】

上記課題を解決するロータリバルブは、環状壁部を有し、かつ流体の流入口が形成されるとともに、前記環状壁部の周方向における１箇所又は複数箇所に前記流体の流出口が形成されたハウジングと、前記環状壁部内に配置され、かつ前記流入口及び前記流出口を連通させる可動流路が形成された円柱状の弁本体部を有し、かつ軸部により前記ハウジングに回転可能に支持された弁体と、前記環状壁部における前記流出口毎の周縁部、及び前記弁本体部における外周面の間に配置されたパッキンとを備え、前記弁体の回転に伴い回転位相が変化することにより前記流出口の開度を調整するロータリバルブであって、前記弁本体部の外周面は、前記環状壁部の径方向における前記パッキンの内側部を弾性変形させることで、前記流出口の周りで、前記環状壁部及び前記弁本体部の間をシールする大径部と、前記大径部に対し、前記弁本体部の周方向に異なる箇所に位置し、かつ前記大径部よりも外径の小さな小径部とを備え、前記回転位相は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでいる。

【0012】

上記の構成によれば、弁体の組み付けに際しては、最初にパッキンが環状壁部内に装着される。次に、弁体の弁本体部が環状壁部内に挿入される。この挿入は、小径部が全てのパッキンの内側部に対向する回転位相にされた状態で行なわれる。

【0013】

ここで、小径部の外径は、大径部の外径よりも小さい。大径部の外径は、パッキンの内側部を弾性変形させて、同パッキンとの間でシールを行なうことのできる大きさに設定されている。そのため、弁本体部の外径が全周にわたって大径部の外径と同一である場合に比べ、弁本体部とパッキンの内側部との間で生ずる干渉が少なく、弁本体部を環状壁部内に挿入しやすい。

【0014】

ロータリバルブの作動時には、軸部を中心として弁体が回転される。大径部が少なくとも１つの流出口に対向すると、その流出口に対応するパッキンの内側部が大径部によって弾性変形させられ、同流出口の周りで、環状壁部と弁本体部との間がシールされる。少なくとも１つの流出口がパッキンを介して大径部によって塞がれた状態となり、環状壁部内の流体が上記流出口からロータリバルブの外部へ流出することを規制される。

【0015】

上記ロータリバルブにおいて、前記小径部の外径は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向したときに、全ての前記内側部から離間する大きさに設定されていることが好ましい。

【0016】

上記の構成によれば、弁体の組み付けに際し、パッキンの装着された環状壁部に対し弁本体部が挿入される。この際、弁本体部は、小径部が全てのパッキンの内側部に対向する回転位相で環状壁部内に挿入される。小径部の外径は、パッキンの内側部から離間する大きさに設定されている。そのため、弁本体部とパッキンの内側部との間で干渉が起こらない、又は起こったとしても僅かである。従って、弁本体部を環状壁部に対し、さらに挿入しやすくなり、弁体の組み付け性が一層向上する。

【0017】

上記ロータリバルブにおいて、前記流出口は、前記環状壁部の周方向における複数箇所に形成され、前記回転位相は、前記大径部が少なくとも１つの前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでいることが好ましい。

【0018】

上記の構成によれば、ロータリバルブの作動時には、軸部を中心として弁体が回転される。大径部が少なくとも１つの流出口に対向する回転位相まで弁体が回転されると、その流出口に対応するパッキンの内側部が大径部によって弾性変形させられ、同流出口の周りで環状壁部及び弁本体部の間がシールされる。少なくとも１つの流出口がパッキンを介して大径部によって塞がれた状態となり、ハウジング内の流体が、上記のように塞がれた流出口からロータリバルブの外部へ流出することを規制される。

【0019】

上記ロータリバルブにおいて、前記流出口は、前記環状壁部の周方向における２箇所に形成され、前記回転位相は、前記大径部が一方の前記パッキンの前記内側部のみに対向する回転位相を含んでいることが好ましい。

【0020】

上記の構成によれば、ロータリバルブの作動時に、大径部が一方の流出口にのみ対向する回転位相まで弁体が回転されると、その流出口に対応するパッキンの内側部が大径部によって弾性変形させられる。上記一方の流出口の周りで環状壁部及び弁本体部の間がシールされる。上記一方の流出口のみがパッキンを介して大径部によって閉塞された状態となる。小径部は、他方の流出口に対向する。他方の流出口は、その全部が開放された状態となる。

【0021】

そのため、流入口を通って環状壁部内に流入した流体は、可動流路を流れた後に上記他方の流出口を通り、ロータリバルブの外部へ流出される。流体は、上記一方の流出口を通ってロータリバルブの外部へ流出されることを規制される。

【0022】

また、このときには、両方のパッキンの内側部が弾性変形される場合に比べ、全てのパッキンにおける弾性変形量の総量が少なくなる。そのため、弁体を回転させるために必要なトルクが小さくてすむ。

【0023】

上記ロータリバルブにおいて、２つの前記流出口は、前記環状壁部の周方向における一部の領域で、同周方向に隣り合っており、前記ハウジングには、前記軸部が挿通される軸受孔が形成され、前記軸部の周囲であって、同軸部と前記軸受孔の内壁面との間には、環状の軸シール部材が配置されていることが好ましい。

【0024】

ここで、大径部がパッキンの内側部を弾性変形させると、その弾性変形に伴い反力が発生する。この反力は大径部に作用する。
仮に、大径部が両方のパッキンに同時に対向すると、両方のパッキンから反力が大径部に作用する。より詳しくは、両パッキンの反力を合成した荷重が大径部に作用する。この荷重は、軸部の軸線を挟んで両パッキンの配置されていない側へ向かう。上記荷重は偏荷重として、弁本体部及び軸部を介して軸シール部材に対し、弁体の径方向における一方向から伝わる。

【0025】

この点、上記の構成によれば、大径部が一方のパッキンにのみ対向する、又は一方のパッキンの一部と他方のパッキンの一部とに跨がって対向するのみである。そのため、大径部が同時に両方のパッキンに対向する場合に比べ、軸シール部材に作用する偏荷重が小さくなる。

【発明の効果】

【0026】

上記ロータリバルブによれば、弁体の組み付け性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】一実施形態におけるロータリバルブの斜視図である。

【図2】同実施形態におけるロータリバルブの構成部品をボディ側から見た分解斜視図である。

【図3】同実施形態におけるロータリバルブの構成部品をカバー側から見た分解斜視図である。

【図4】同実施形態において、パッキンが装着された環状壁部に対し、弁体が組み付けられる前の状態を示す斜視図である。

【図5】同実施形態におけるロータリバルブの縦断面図である。

【図6】同実施形態において、弁本体部が第１流出口及び第２流出口のそれぞれの一部を塞ぐ回転位相となったロータリバルブの部分底断面図である。

【図7】同実施形態において、パッキンが装着された環状壁部に対し、弁体が組み付けられ、かつカバーが装着される前のロータリバルブの部分底面図である。

【図8】同実施形態において、パッキンが装着された環状壁部に対し、弁体が組み付けられたロータリバルブの部分底断面図である。

【図9】図７の弁体が回転されて、大径部が第１流出口に対向したロータリバルブの部分底面図である。

【図10】図８の弁体が回転されて、大径部が第１流出口に対向したロータリバルブの部分底断面図である。

【図11】従来のロータリバルブを示す図であり、図１０に対応する部分底断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、ロータリバルブの一実施形態について、図１～図１０を参照して説明する。
図１に示すように、ロータリバルブ１０は、図示しないポンプ等の流体供給源から供給される水等の流体ＦＬの流路１１の途中に設けられている。より詳しくは、流路１１は、流体供給源に接続された共通流路１２と、共通流路１２から分岐した第１分岐流路１３及び第２分岐流路１４とを備えている。ロータリバルブ１０は、第１分岐流路１３及び第２分岐流路１４が共通流路１２から分岐する部分に配置されており、第１分岐流路１３及び第２分岐流路１４に流れる流体ＦＬの流量を調整する役割を担っている。この流量の調整により、図６に示すように、流体ＦＬを第１分岐流路１３及び第２分岐流路１４の両方に流したり、図１０に示すように、一方（第２分岐流路１４）にのみ流したりすることが可能である。

【0029】

図１～図３に示すように、ロータリバルブ１０は、ハウジング１５、弁体４１、一対のパッキン５５，５６及び軸シール部材６１を備えている。ここで、弁体４１は、後述するように、軸線ＡＬを有する軸部４８，４９を中心として回転可能である。そのため、この軸線ＡＬを基準として、各部材について説明する。

【0030】

＜ハウジング１５＞
ハウジング１５は、カバー１６及びボディ２１を備えている。
カバー１６は板状をなしており、軸線ＡＬに沿う方向へ延びる軸受穴１７を中心部分に有している（図５参照）。軸受穴１７は、カバー１６においてボディ２１側（図２の上側）の面において開口している。

【0031】

図５に示すように、ボディ２１は、軸線ＡＬに沿う方向へ延びる筒状の環状壁部２２を備えている。軸線ＡＬに沿う方向における環状壁部２２のカバー１６とは反対側（図５の上側）の端部には、同端部を塞いだ状態で閉塞部２３が形成されている。軸線ＡＬに沿う方向における環状壁部２２のカバー１６側の端部は、開放された開放端２４となっている。開放端２４は、ボディ２１に取り付けられた上記カバー１６によって塞がれている。ボディ２１における環状壁部２２及び閉塞部２３と、カバー１６とによって囲まれた箇所は、収容部２５を構成している。

【0032】

閉塞部２３の中心部には、同閉塞部２３を上記軸線ＡＬに沿う方向へ貫通する軸受孔２６が形成されている。
図６に示すように、環状壁部２２には、収容部２５への流体ＦＬの流入口２７が形成されている。また、環状壁部２２の複数箇所には、収容部２５からの流体ＦＬの流出口が形成されている。本実施形態では、環状壁部２２において、流入口２７から周方向へ離れた箇所に第１流出口３１が形成されている。さらに、環状壁部２２において、流入口２７及び第１流出口３１の両者から周方向に離れた箇所には、第２流出口３５が形成されている。第１流出口３１及び第２流出口３５は、環状壁部２２の周方向における一部、本実施形態では、略半分の領域において、同周方向に隣り合っている。環状壁部２２の周方向における残りの領域には、上記流入口２７が形成されているだけで、流出口は形成されていない。流入口２７、第１流出口３１及び第２流出口３５は、略円形をなしている。

【0033】

図１及び図６に示すように、環状壁部２２における流入口２７の周縁部には、同環状壁部２２の径方向外方へ突出する接続管部２８が設けられている。接続管部２８と流体供給源とは、流体ＦＬの上記共通流路１２によって接続されている。

【0034】

環状壁部２２における第１流出口３１の周縁部には、上記径方向外方であって、接続管部２８の突出方向とは異なる方向へ突出する接続管部３２が設けられている。接続管部３２には、流体ＦＬの上記第１分岐流路１３が接続され、第１流出口３１から流出された流体ＦＬが、第１分岐流路１３を通って、流体ＦＬの使用先に送られる。環状壁部２２内であって、第１流出口３１の周縁部に対し、同環状壁部２２の径方向内方に隣接する箇所には、パッキン装着部３３が形成されている。

【0035】

環状壁部２２における第２流出口３５の周縁部には、上記径方向外方であって、接続管部２８，３２の突出方向とは異なる方向へ突出する接続管部３６が設けられている。接続管部３６には、流体ＦＬの上記第２分岐流路１４が接続され、第２流出口３５から流出された流体ＦＬが、第２分岐流路１４を通って、流体ＦＬの使用先に送られる。環状壁部２２内であって、第２流出口３５の周縁部に対し、同環状壁部２２の径方向内方に隣接する箇所には、パッキン装着部３７が形成されている。パッキン装着部３７は、上記パッキン装着部３３に対し、環状壁部２２の周方向に隣接している。

【0036】

＜弁体４１＞
図２、図３及び図６に示すように、弁体４１は、その骨格部分を構成する弁本体部４２と、軸部とを備えている。弁本体部４２は、軸線ＡＬに沿う方向に延びる円柱状をなしており、上記収容部２５に配置（収容）されている。弁本体部４２は、軸線ＡＬに沿う方向に互いに離間した状態で配置された円板状の一対の端壁部４３，４４を備えている。両端壁部４３，４４は、それらの外周部間に設けられた連結部４５によって連結されている。この連結部４５は、弁本体部４２における円筒状の外周面４６の一部を、自身の外周面４６ａとして有している。

【0037】

弁本体部４２において、両端壁部４３，４４間であって、連結部４５とは異なる箇所は、上記流入口２７と、第１流出口３１及び第２流出口３５とを連通させる可動流路４７を構成している。可動流路４７は、弁本体部４２の外周面４６であって、外周面４６ａとは異なる箇所において開口されている。

【0038】

軸部は、上記軸線ＡＬ上に配置された軸部４８，４９を備えている。軸部４８は、端壁部４３の中心部から軸線ＡＬに沿う方向における一方（図３の下方）へ突出している。軸部４９は、端壁部４４の中心部から軸線ＡＬに沿う方向における他方（図２及び図３の上方）へ突出している。

【0039】

図５に示すように、弁体４１は、軸部４８においてカバー１６の軸受穴１７に対し回転可能に支持されている。軸部４９は、閉塞部２３の軸受孔２６に挿通されている。弁体４１は、軸部４９において軸受孔２６の内壁面に対し回転可能に支持されている。このようにして、弁体４１は、両軸部４８，４９により、ハウジング１５に回転可能に支持されている。

【0040】

上記構成の弁体４１は、図示しないモータ、手動操作等によって回転される。この回転により、図６に示すように、弁本体部４２（連結部４５）が第１流出口３１の一部と、第２流出口３５の一部とを閉塞して、共通流路１２と、第１分岐流路１３及び第２分岐流路１４とを連通させることが可能である。また、図１０に示すように、第１流出口３１を閉塞し、かつ第２流出口３５の全部を開放することで、共通流路１２と第２分岐流路１４とを連通させることが可能である。図示はしないが、上記とは逆に、第２流出口３５を閉塞し、かつ第１流出口３１の全部を開放することで、共通流路１２と第１分岐流路１３とを連通させることが可能である。また、弁体４１の回転位相を変化させることによって、第１流出口３１及び第２流出口３５のそれぞれの開度（開き具合）を調整することが可能である。

【0041】

＜一対のパッキン５５，５６及び軸シール部材６１＞
図３及び図６に示すように、両パッキン５５，５６は、互いに同一の構成を有している。各パッキン５５，５６は、ゴム等の弾性材料によって形成されている。一方のパッキン５５は、上記パッキン装着部３３に装着されており、環状壁部２２における第１流出口３１の周縁部と弁本体部４２の外周面４６との間に位置している。他方のパッキン５６は、上記パッキン装着部３７に装着されており、環状壁部２２における第２流出口３５の周縁部と弁本体部４２の外周面４６との間に位置している。両パッキン５５，５６は、第１流出口３１及び第２流出口３５と同様、環状壁部２２の周方向における一部（略半分）の領域において、同方向に隣り合っている。

【0042】

各パッキン５５，５６は、板状をなすパッキン本体部５７と、図示しないシール部とを備えている。パッキン本体部５７は、パッキン５５，５６の骨格部分を構成する部分であり、矩形の外形形状を有している（図２及び図３参照）。

【0043】

環状壁部２２の径方向におけるパッキン５５，５６毎のパッキン本体部５７の内側部５８は、弁本体部４２の外周面４６に沿って凹状に湾曲している。
各パッキン本体部５７には、弁体４１の径方向に延びる円形の孔５９が形成されている。各孔５９は、第１流出口３１及び第２流出口３５のそれぞれと同程度の内径を有している。パッキン５５，５６毎の孔５９の内径は、弁本体部４２の周方向における連結部４５の寸法よりも小さい。各孔５９は、これを連結部４５によって塞ぐことのできる大きさに形成されている。パッキン５５の孔５９は第１流出口３１に対向し、パッキン５６の孔５９は第２流出口３５に対向している。

【0044】

シール部は、上記内側部５８の一部を構成している。シール部は、孔５９の周縁部から環状壁部２２の径方向内方へ突出しており、環状をなしている。シール部は、内側部５８と同様に、上記外周面４６に沿って凹状に湾曲しており、同外周面４６に密着可能である。

【0045】

図２、図３及び図５に示すように、軸シール部材６１は、ゴム等の弾性材料によって円環状に形成されている。軸シール部材６１としては、Ｏリング、Ｘリング等を用いることができる。軸シール部材６１は、軸部４９の周囲であって、同軸部４９と、閉塞部２３における軸受孔２６の内壁面との間に配置されている。軸シール部材６１は、収容部２５内の流体ＦＬが軸部４９と軸受孔２６の内壁面との間を通って、ロータリバルブ１０の外部へ漏れ出るのを規制する。

【0046】

＜弁本体部４２の外周面４６の形状について＞
図７及び図８に示すように、本実施形態のロータリバルブ１０は、弁本体部４２の外周面４６の形状に特徴を有している。従来のロータリバルブは、上記外周面が単一の外径を有する円筒面によって構成されている。これに対し、本実施形態では、外周面４６が大径部５１及び小径部５２を備えている。

【0047】

大径部５１の外径は、パッキン５５，５６の内側部５８を弾性変形させることで、第１流出口３１及び第２流出口３５の周りで、環状壁部２２及び弁本体部４２の間をシールすることのできる大きさに設定されている。

【0048】

大径部５１は、上記外周面４６の一部を構成し、かつパッキン５５，５６における内側部５８の一方を弾性変形、又は両方を同時に弾性変形させることのできる領域に形成されている。本実施形態では、大径部５１は、外周面４６のうち、パッキン５５，５６の一方における内側部５８のみを弾性変形させることのできる領域に形成されている。大径部５１は、連結部４５の外周面４６ａによって構成されている。

【0049】

これに対し、小径部５２は、大径部５１に対し、弁本体部４２の周方向に異なる箇所に位置している。小径部５２の外径は、大径部５１の外径よりも小さく設定されている。本実施形態では、小径部５２の外径は、同小径部５２が両方のパッキン５５，５６の内側部５８に対向したときに、全ての内側部５８から離間する大きさに設定されている。

【0050】

弁本体部４２の外周面４６において、小径部５２と大径部５１との境界部分では、弁本体部４２の外径が、大径部５１に近づくに従い徐々に大きくなるように設定されている。この設定により、小径部５２と大径部５１とは滑らかに繋がっている。

【0051】

次に、上記のように構成された本実施形態の作用について説明する。また、作用に伴い生ずる効果についても併せて説明する。
＜（１）弁体４１の組み付けについて＞
弁体４１の組み付けに際しては、図３及び図４に示すように、パッキン５５がパッキン装着部３３に装着され、パッキン５６がパッキン装着部３７に装着される。これとは別に、弁体４１の軸部４９に軸シール部材６１が被せられる。次に、弁本体部４２が環状壁部２２内、より正確には、収容部２５のうち、パッキン５５，５６とは異なる箇所に挿入される。この挿入の過程で、軸部４９が軸受孔２６（図５参照）に挿通される。

【0052】

（１－１）上記の挿入は、図７及び図８に示すように、小径部５２が両パッキン５５，５６の内側部５８に対向する回転位相にされた状態で行なわれる。
ここで、小径部５２の外径は、大径部５１の外径よりも小さい。大径部５１の外径は、パッキン５５，５６の内側部５８を弾性変形させて、弁本体部４２がパッキン５５，５６毎の内側部５８との間でシールを行なうことのできる大きさに設定されている。

【0053】

そのため、弁本体部４２の外径が全周にわたって大径部５１の外径と同一である場合に比べ、また、大径部５１が少なくとも１つのパッキン５５，５６に対向する場合に比べ、弁本体部４２と内側部５８との間で生ずる干渉が少ない。弁本体部４２を環状壁部２２内に挿入しやすい。

【0054】

従って、弁体４１の組み付けに際し、従来とは異なり、内側部５８を弾性変形させるための治具を用いなくてもすむ。治具を用いることによる生産設備の上昇を抑制することができる。また、治具を用いることによる組み付け工数の増加を抑制することができる。

【0055】

また、治具を用いずに弁本体部４２を環状壁部２２内に強く挿入することで、弁本体部７７が収容されるスペースを拡大しなくてすむ。弁本体部４２を強く挿入することが原因でパッキン５５，５６の内側部５８に傷が付いたり、ボディ２１と弁本体部４２との間等に内側部５８（シール部）が噛み込んだりするのを抑制することができる。

【0056】

このように、本実施形態によると、弁体４１の組み付け性の向上を図ることができる。
（１－２）特に、本実施形態では、小径部５２の外径は、同小径部５２が両パッキン５５，５６の内側部５８に対向したとき、両内側部５８から離間する大きさに設定されている。そのため、弁本体部４２と内側部５８との間で干渉が起こりにくく、弁本体部４２を環状壁部２２内に対し、さらに挿入しやすくなり、弁体４１の組み付け性が一層向上する。

【0057】

なお、弁本体部４２が環状壁部２２内に挿入された後には、図５に示すように、カバー１６がボディ２１に装着される。この装着の過程で、軸部４８が軸受穴１７に挿入される。弁体４１が、軸部４８，４９により、ハウジング１５に回転可能に支持される。

【0058】

＜（２）ロータリバルブ１０の作動について＞
ロータリバルブ１０の作動時には、軸部４８，４９を中心として弁体４１が回転される。

【0059】

図９及び図１０は、上記回転により、大径部５１（連結部４５）が第１流出口３１に対してのみ対向しているときのロータリバルブ１０の状態を示している。
（２－１）このとき、パッキン５５の内側部５８が大径部５１（連結部４５）によって弾性変形させられる。第１流出口３１の周りで環状壁部２２及び弁本体部４２（連結部４５）の間がシールされる。第１流出口３１は、パッキン５５を介して大径部５１（連結部４５）によって塞がれた状態となる。

【0060】

上記回転位相では、小径部５２が第２流出口３５に対向する。第２流出口３５は、その全部が開放された状態となる。
そのため、共通流路１２から流入口２７を通って収容部２５内に流入した流体ＦＬは、可動流路４７を流れた後に第２流出口３５を通り、第２分岐流路１４へ流出される。流体ＦＬは、第１流出口３１を通過せず、第１分岐流路１３へ流出されない。

【0061】

なお、図示はしないが、弁体４１の上記回転により、大径部５１（連結部４５）が第２流出口３５に対してのみ対向した場合には、流体ＦＬは上記とは逆に第１流出口３１を通り、第１分岐流路１３へ流出される。流体ＦＬは、第２流出口３５を通過せず、第２分岐流路１４へ流出されない。

【0062】

（２－２）また、このときには、両方のパッキン５５，５６の内側部５８が同時に弾性変形される場合に比べ、全ての内側部５８における弾性変形量の総量が少なくなる。そのため、弁体４１を回転させるために必要なトルクが小さくてすむ。

【0063】

（２－３）大径部５１がパッキン５５（又はパッキン５６）の内側部５８を弾性変形させると、その弾性変形に伴い発生する反力が大径部５１に作用する。
仮に、大径部５１が第１流出口３１及び第２流出口３５の両者に同時に対向すると、両方のパッキン５５，５６から反力が大径部５１に作用する。より詳しくは、両パッキン５５，５６の反力を合成した荷重が大径部５１に作用する。この荷重は、軸線ＡＬを挟んで両パッキン５５，５６の配置されていない側へ向かう。上記荷重は偏荷重として、弁本体部４２及び軸部４９を介して軸シール部材６１に対し、弁体４１の径方向における一方向から伝わる。

【0064】

この点、本実施形態では、大径部５１が第１流出口３１（又は第２流出口３５）にのみ対向する。大径部５１が対向しない流出口に対応するパッキンからは、同大径部５１に対し反力が作用しない。そのため、軸シール部材６１に作用する偏荷重が小さくなる。

【0065】

ところで、図６は、弁本体部４２における大径部５１（連結部４５）が、第１流出口３１の一部と第２流出口３５の一部とに対し跨がって対向しているときのロータリバルブ１０の状態を示している。第１流出口３１では、第２流出口３５に近い側の略半分が閉塞され、遠い側の略半分が開放された状態となる。パッキン５５の孔５９についても同様である。第２流出口３５では、第１流出口３１に近い側の略半分が閉塞され、遠い側の略半分が開放された状態となる。パッキン５６の孔５９についても同様である。

【0066】

この状態では、共通流路１２を流れてきた流体ＦＬは、流入口２７を通って収容部２５内に流入する。この流体ＦＬの一部は、可動流路４７を流れた後に、パッキン５５及び第１流出口３１の各開放部分を通り、第１分岐流路１３へ流出される。また、流体ＦＬの残部は、可動流路４７を流れた後に、パッキン５６及び第２流出口３５の各開放部分を通り、第２分岐流路１４へ流出される。

【0067】

ただし、第１流出口３１の開口面積は、同第１流出口３１の全部が開放された場合よりも小さくなる。パッキン５５の孔５９の開口面積についても同様である。そのため、パッキン５５の孔５９及び第１流出口３１を通って第１分岐流路１３へ流れる流体ＦＬの流量は、パッキン５５の孔５９の全部が開放され、かつ第１流出口３１の全部が開放されたときよりも少なくなる。パッキン５６の孔５９及び第２流出口３５を通って第２分岐流路１４へ流れる流体ＦＬの流量についても同様である。

【0068】

このときには、大径部５１（連結部４５）が、第１流出口３１の一部と、第２流出口３５の一部とに跨がって対向する。そのため、上記（２－３）と同様に、大径部５１が第１流出口３１及び第２流出口３５の両者に同時に対向する場合に比べ、軸シール部材６１に作用する偏荷重を小さくすることができる。

【0069】

なお、上記実施形態は、これを以下のように変更した変更例として実施することもできる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0070】

＜ハウジング１５に関する事項＞
・軸線ＡＬに沿う方向における閉塞部２３及びカバー１６の位置が、上記実施形態とは逆の関係となるように変更されてもよい。例えば、図５では、カバー１６が環状壁部２２の上側に配置され、閉塞部２３が同環状壁部２２の下部に形成されてもよい。

【0071】

・流入口２７は、ハウジング１５において環状壁部２２とは異なる箇所、例えば、閉塞部２３に形成されてもよい。この場合、流体ＦＬは、収容部２５に対し、軸線ＡＬに沿う方向に流入する。

【0072】

・流出口が、環状壁部２２の１箇所のみに設けられてもよい。この場合、パッキンは１つのみ用いられる。このパッキンが、流出口の周縁部と、弁本体部４２の外周面４６との間に配置される。

【0073】

弁体４１の組み付けに際しては、小径部５２がパッキンに対向する回転位相にされた状態で、弁本体部４２が環状壁部２２内に挿入される。小径部５２の外径は、大径部５１の外径よりも小さい。そのため、弁本体部４２の外径が全周にわたって大径部５１の外径と同一である場合に比べ、弁本体部４２とパッキンの内側部との間で干渉が起こりにくく、弁本体部４２を環状壁部２２内に挿入しやすい。

【0074】

ロータリバルブ１０の作動時には、軸部４８，４９を中心として弁体４１が回転される。この回転により、大径部５１が流出口に対向すると、パッキンの内側部が大径部５１によって弾性変形させられ、流出口の周りで、環状壁部２２と弁本体部４２との間がシールされる。流出口がパッキンを介して大径部５１によって塞がれた状態となり、収容部２５内の流体ＦＬが流出口を通ってロータリバルブ１０の外部へ流出することを規制される。流出口が１つであるため、流体ＦＬの流れがロータリバルブ１０によって遮断されることとなる。

【0075】

・流出口が、環状壁部２２の周方向に互いに離間した３箇所以上に設けられてもよい。この場合、流出口と同数のパッキンが用いられる。これらのパッキンが、各流出口の周縁部と、弁本体部４２の外周面４６との間に配置される。

【0076】

弁体４１の組み付けに際しては、小径部５２が全てのパッキンに対向する回転位相にされた状態で、弁本体部４２が環状壁部２２内に挿入される。小径部５２の外径は、大径部５１の外径よりも小さい。そのため、弁本体部４２の外径が全周にわたって大径部５１の外径と同一である場合に比べ、同弁本体部４２とパッキンの内側部との間で干渉が起こりにくく、弁本体部４２を環状壁部２２内に挿入しやすい。

【0077】

ロータリバルブ１０の作動時には、軸部４８，４９を中心として弁体４１が回転される。弁体４１の回転位相が、大径部５１が少なくとも１つの流出口に対向する回転位相になると、その流出口に対応するパッキンの内側部が大径部５１によって弾性変形させられ、同流出口の周りで環状壁部２２及び弁本体部４２の間がシールされる。大径部５１が対向した流出口は、パッキンを介して大径部５１によって塞がれた状態となり、収容部２５内の流体ＦＬが同流出口からロータリバルブ１０の外部へ流出することを規制される。

【0078】

上記回転位相で、複数の流出口のうち、小径部５２が対向するものがあれば、流体ＦＬは、その流出口からロータリバルブ１０の外部へ流出される。
これに対し、上記回転位相で、全ての流出口に対し大径部５１が対向すると、全ての流出口が塞がれた状態となる。収容部２５内の流体ＦＬは、全ての流出口を通ってロータリバルブ１０の外部へ流出することを規制される。流体ＦＬの流れがロータリバルブ１０によって遮断される。

【0079】

・流出口が、上記のように、環状壁部２２の周方向に互いに離間した３箇所以上に設けられた場合、各流出口の位置によっては、次の懸念がある。例えば、全ての流出口が上記周方向における一部の領域で、同周方向に隣り合うように配置された場合である。

【0080】

大径部５１が全ての流出口に同時に対向すると、全てのパッキンから反力が大径部５１に作用する。各パッキンの反力を合成した荷重が大径部５１に作用する。この荷重は、軸線ＡＬを挟んでパッキンの配置されていない側へ向かう。上記荷重は偏荷重として、弁本体部４２及び軸部４９を介して軸シール部材６１に対し、弁体４１の径方向における一方向から伝わる。

【0081】

そこで、大径部５１が１つ以上の流出口に対向する場合、同大径部５１が、全ての流出口に同時に対向しないようにする。このようにすると、大径部５１が対向しない流出口に対応するパッキンからは、同大径部５１に対し反力が作用しない。そのため、上記（２－３）と同様に、軸シール部材６１に作用する偏荷重を小さくする効果が得られる。

【0082】

・環状壁部２２の２箇所に流出口（第１流出口３１、第２流出口３５）が設けられている上記実施形態では、弁体４１の回転に伴い、大径部５１が、第１流出口３１及び第２流出口３５の両者に対し、同時に対向してもよい。この場合には、第１流出口３１及び第２流出口３５の両者が、パッキン５５，５６を介して大径部５１によって塞がれた状態となり、収容部２５内の流体ＦＬが、第１流出口３１及び第２流出口３５を通ってロータリバルブ１０の外部へ流出することを規制される。流体ＦＬの流れがロータリバルブ１０によって遮断される。

【0083】

＜弁体４１に関する事項＞
・弁本体部４２における可動流路４７の形状が、上記実施形態とは異なる形状に変更されてもよい。

【0084】

・弁本体部４２の外周面４６における可動流路４７の開口形状が、上記実施形態とは異なる形状に変更されてもよい。
・小径部５２の外径は、大径部５１の外径よりも小さいことを条件に、パッキン５５，５６の内側部５８（シール部）に接触する、又は軽く圧入する大きさに設定されてもよい。この場合にも、弁本体部４２の外径が全周にわたって大径部５１の外径と同一である場合に比べ、弁本体部４２とパッキン５５，５６の内側部５８との間で生ずる干渉が少ない。従って、弁本体部４２を環状壁部２２内に挿入しやすくする効果が得られる。

【0085】

・弁体４１における軸部が、軸部４８，４９の一方によって構成されてもよい。
＜パッキン５５，５６に関する事項＞
・パッキン５５，５６におけるパッキン本体部５７の外形形状が、矩形とは異なる形状に変更されてもよい。

【0086】

・パッキン５５，５６におけるパッキン本体部５７は、板状とは異なる形状に形成されてもよい。
・パッキン５５，５６における孔５９の形状が円形とは異なる形状に変更されてもよい。

【0087】

＜その他＞
・上記ロータリバルブ１０は、流体ＦＬとして、水とは異なる種類の液体が流される流路に設けられるロータリバルブや、流体ＦＬとして液体に代えて気体が流される流路に設けられるロータリバルブにも適用可能である。

【符号の説明】

【0088】

１０…ロータリバルブ
１５…ハウジング
２２…環状壁部
２６…軸受孔
２７…流入口
３１…第１流出口（流出口）
３５…第２流出口（流出口）
４１…弁体
４２…弁本体部
４６…外周面
４７…可動流路
４８，４９…軸部
５１…大径部
５２…小径部
５５，５６…パッキン
５８…内側部
６１…軸シール部材
ＦＬ…流体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2022-12-21

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

環状壁部を有し、かつ流体の流入口が形成されるとともに、前記環状壁部の周方向における１箇所又は複数箇所に前記流体の流出口が形成されたハウジングと、
前記環状壁部内に配置され、かつ前記流入口及び前記流出口を連通させる可動流路が形成された円柱状の弁本体部を有し、かつ軸部により前記ハウジングに回転可能に支持された弁体と、
前記環状壁部における前記流出口毎の周縁部、及び前記弁本体部における外周面の間に配置され、かつ前記環状壁部の径方向における内側面が、前記弁本体部の前記外周面に沿って凹状に湾曲したパッキンとを備え、前記弁体の回転に伴い回転位相が変化することにより前記流出口の開度を調整するロータリバルブであって、
前記弁本体部の前記外周面は、前記径方向における前記パッキンの内側部を弾性変形させることで、前記流出口の周りで、前記環状壁部及び前記弁本体部の間をシールする大径部と、前記大径部に対し、前記弁本体部の周方向に異なる箇所に位置し、かつ前記大径部よりも外径の小さな小径部とを備え、
前記回転位相は、前記小径部が全ての前記パッキンの前記内側部に対向する回転位相を含んでおり、
前記径方向における前記パッキンの厚みの最小値を最小厚みとした場合、前記小径部の前記外径は、前記パッキンの前記内側面の内径から前記最小厚みを差し引いた径よりも大きく設定されているロータリバルブ。