特開 2024-107753 バルブ装置

(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】P2024107753

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】バルブ装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 3/22 20060101AFI20240802BHJP

【ＦＩ】

F16K3/22 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011843

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000000011

【氏名又は名称】株式会社アイシン

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】弁理士法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】丹羽 貴士

(72)【発明者】

【氏名】石原 啓光

【テーマコード（参考）】

3H053

【Ｆターム（参考）】

3H053AA02

3H053BB19

3H053BC07

3H053DA01

(57)【要約】

【課題】気密性低下等の不具合の発生を抑制するバルブ装置を提供する。
【解決手段】バルブ装置１は、流体が流入する流入口１０ａ及び流体が流出する流出口１１，１２を有するハウジング１０と、ハウジング１０に収容され、回転軸３８に支持されて回転軸３８を中心に回転することにより流出口１１，１２を開状態と閉状態とに切替えるロータリバルブ３０と、流出口１１，１２に配置され、閉状態でロータリバルブ３０に密着するシール４０と、を備えている。ロータリバルブ３０は、閉状態でシール４０に密着する弁体部３１、弁体部３１の少なくとも一方の端部に配置されたテーパ部３３、及び弁体部３１とテーパ部３３とを繋ぐ湾曲部３２を有している。ロータリバルブ３０が開状態から閉状態に向かって回転したときに、シール４０は最初にロータリバルブ３０のテーパ部３３若しくは湾曲部３２に当接する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体が流入する流入口及び前記流体が流出する流出口を有するハウジングと、
前記ハウジングに収容され、回転軸に支持されて前記回転軸を中心に回転することにより前記流出口を開状態と閉状態とに切替えるロータリバルブと、
前記流出口に配置され、前記閉状態で前記ロータリバルブに密着するシールと、を備え、
前記ロータリバルブは、前記回転軸に対して垂直方向の断面において、前記閉状態で前記シールに密着する部分が円弧状を有する弁体部、前記弁体部の少なくとも一方の端部に配置されたテーパ部、及び前記弁体部と前記テーパ部とを繋ぐ湾曲部を有し、
前記ロータリバルブが前記開状態から前記閉状態に向かって回転したときに、前記シールは最初に前記ロータリバルブの前記テーパ部若しくは前記湾曲部に当接するバルブ装置。

【請求項2】

前記シールは、前記流出口から流出する前記流体の流通方向に沿う方向の軸芯を有し、前記軸芯に沿う方向で内径及び外径が連続的に変化している環状であり、径方向内側に括れた括れ部と、前記回転軸側の一端部に前記括れ部から延在し拡径した拡径部と、を含んでいる請求項１に記載のバルブ装置。

【請求項3】

前記シールは、更に前記回転軸側の一端部とは反対側の他端部に前記ハウジングに保持される保持部を含んでおり、
前記保持部の外径が前記拡径部の外径よりも大きい請求項２に記載のバルブ装置。

【請求項4】

前記流入口は、前記回転軸に沿っており、
前記ロータリバルブは、前記回転軸に対して少なくとも前記弁体部を支持する支持部を有しており、
前記支持部は、前記流入口から前記ハウジング内に流入する前記流体が流通する貫通孔を有している請求項１に記載のバルブ装置。

【請求項5】

燃料電池へ供給する前記流体の流路を切替える三方弁として用いられる請求項１から４のいずれか一項に記載のバルブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、バルブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、気体や液体といった流体の流路を切替えるためのバルブ装置が知られている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１には、ガスメータ内のガス流を遮断するために、回動可能な密閉部材で構成された弁が開示されている。弁の密閉部材は、第１シース部材と第２シース部材とを有しており、第１シース部材は弁の流出口を開き、第２シース部材は弁の流出口を閉じる。弁の流出口にはリップ状のシールが配置されており、第１シース部材及び第２シース部材のシース面は、流出口に対向したときにシールに接触する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１１２３１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に開示された弁においては、シールのうち第１シース部材及び第２シース部材が接触する先端部分が細くて尖った形状を有している。このため、密閉部材が回動して第１シース部材又は第２シース部材がシールに接触するときに、シールの先端部分が最初に接触するので、先端部分が引っかかったり、先端部分が切れたりするおそれがある。仮にシールが第１シース部材又は第２シース部材が先端部分に引っかかると、密閉部材がそれ以上回転することができないので、密閉部材がロックするおそれがある。また、シールの先端部分が切れた場合には、切れた部分からガスが漏出し、気密性が低下するおそれがある。さらに、特許文献１の弁は、シールの先端部分と第１シース部材又は第２シース部材とが接触することにより気密性を確保しているので、密閉部材の回動が繰り返された場合に、シールの先端部分が摩耗して気密性が低下するおそれがある。

【0006】

このため、気密性低下等の不具合の発生を抑制するバルブ装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るバルブ装置の一つの実施形態は、流体が流入する流入口及び前記流体が流出する流出口を有するハウジングと、前記ハウジングに収容され、回転軸に支持されて前記回転軸を中心に回転することにより前記流出口を開状態と閉状態とに切替えるロータリバルブと、前記流出口に配置され、前記閉状態で前記ロータリバルブに密着するシールと、を備え、前記ロータリバルブは、前記回転軸に対して垂直方向の断面において、前記閉状態で前記シールに密着する部分が円弧状を有する弁体部、前記弁体部の少なくとも一方の端部に配置されたテーパ部、及び前記弁体部と前記テーパ部とを繋ぐ湾曲部を有し、前記ロータリバルブが前記開状態から前記閉状態に向かって回転したときに、前記シールは最初に前記ロータリバルブの前記テーパ部若しくは前記湾曲部に当接する。

【0008】

本実施形態によると、ロータリバルブが、回転軸に対して垂直方向の断面において、閉状態でシールに密着する部分が円弧状を有する弁体部、湾曲部、及びテーパ部を有し、ロータリバルブが開状態から閉状態に向かって回転したときに、シールは最初にロータリバルブのテーパ部若しくは湾曲部に当接するように構成されている。このように、シールがロータリバルブのテーパ部の先端部分に最初に当接しないので、ロータリバルブがシールの先端部分に引っかかったり、先端部分が切れたりするおそれがない。その結果、ロータリバルブがロックすることも気密性が低下することもない。このように、気密性低下等の不具合の発生を抑制するバルブ装置を提供することができた。

【0009】

本発明に係るバルブ装置の他の一つの実施形態において、前記シールは、前記流出口から流出する前記流体の流通方向に沿う方向の軸芯を有し、前記軸芯に沿う方向で内径及び外径が連続的に変化している環状であり、径方向内側に括れた括れ部と、前記回転軸側の一端部に前記括れ部から延在し拡径した拡径部と、を含んでいる。

【0010】

本実施形態によると、シールが軸芯に沿う方向で内径及び外径が連続的に変化している環状を有しているので、シールが弁体部に密着することにより、流体の漏出を確実に防止することができる。また、シールの軸芯に沿って括れ部と拡径部とを有しており、径の小さい括れ部の方が拡径部よりも変形しやすい。そのため、括れ部が変形し拡径部が変形しないことにより、シールを軸芯に沿う方向に容易に弾性変形させつつロータリバルブの弁体部に確実に当接させることができる。

【0011】

本発明に係るバルブ装置の他の一つの実施形態において、前記シールは、更に前記回転軸側の一端部とは反対側の他端部に前記ハウジングに保持される保持部を含んでおり、前記保持部の外径が前記拡径部の外径よりも大きい。

【0012】

本実施形態によると、保持部の外径が拡径部の外径よりも大きいので、シールを安定してハウジングに取付けることができる。また、大径の保持部がハウジングに保持されているため、シールの強度を高めることができる。

【0013】

本発明に係るバルブ装置の他の一つの実施形態において、前記流入口は、前記回転軸に沿っており、前記ロータリバルブは、前記回転軸に対して少なくとも前記弁体部を支持する支持部を有しており、前記支持部は、前記流入口から前記ハウジング内に流入する前記流体が流通する貫通孔を有している。

【0014】

本実施形態によると、ロータリバルブの支持部が貫通孔を有しているので、回転軸に沿った流入口から流入した流体の一部が貫通孔を通り抜けて流出口から流出する。これにより、支持部における流体の圧損を低減することができる。

【0015】

本発明に係るバルブ装置の他の一つの実施形態は、燃料電池へ供給する前記流体の流路を切替える三方弁として用いられる。

【0016】

本実施形態のバルブ装置を用いることにより、燃料電池に供給する流体が流通する流路を、例えば加湿器を経由する流路と、加湿器を経由しない流路とに容易に切替えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態に係るバルブ装置を有する車両用燃料電池システムの回路構成図である。

【図2】バルブ装置の分解斜視図である。

【図3】リップシールの斜視図である。

【図4】リップシールの断面図である。

【図5】バルブ装置の第１流出孔が閉じ、第２流出孔が開いた状態を表す断面図である。

【図6】回転途中にロータリバルブがリップシールに最初に当接した状態を表す断面図である。

【図7】バルブ装置の第１流出孔が開き、第２流出孔が閉じた状態を表す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係るバルブ装置の一つの実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に記載される実施形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をこれらの実施形態にのみ限定するものではない。したがって、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、様々な形態で実施することができる。

【0019】

図１には、本実施形態に係るバルブ装置１を有する車両用燃料電池システム１００の回路構成図が示される。バルブ装置１は、外部から流入されて車両用燃料電池システム１００の燃料電池スタック２（燃料電池の一例）に供給される空気（流体の一例）の加湿量を制御する。具体的には、燃料電池スタック２内の膜が乾燥状態であるときや流入流路４を流通する空気が乾燥しているときには、車両用燃料電池システム１００の不図示の制御部は、空気が流入流路４から第１流出流路５に流通するようにバルブ装置１の流路を切替える。これにより、加湿器３内を流通して加湿された空気が燃料電池スタック２に供給される。また、燃料電池スタック２内の膜が湿潤状態であるときや流入流路４を流通する空気が加湿されているときには、制御部は、空気が流入流路４から第２流出流路６に流通するようにバルブ装置１の流路を切替える。これにより、加湿器３を通らない空気が燃料電池スタック２に供給される。このように、バルブ装置１は、燃料電池スタック２に供給する流路の切替えが可能に構成されている。

【0020】

〔バルブ装置の構造〕
図２には、バルブ装置１の分解斜視図が示される。バルブ装置１は、流入流路４から流入した空気を第１流出流路５及び第２流出流路６のいずれかに切替えて流出させる三方弁である。バルブ装置１は、ハウジング１０、モータ１８、流入管２０、第１流出管２１、第２流出管２２、ロータリバルブ３０、及びリップシール４０（シールの一例）により構成されている。ハウジング１０は樹脂等の材料からなる円筒形状を有しており、内部にロータリバルブ３０が収容される円柱状の収容空間１３が形成されている。以下、ハウジング１０の中心軸Ｐに沿う方向を鉛直方向とも称する。また、ハウジング１０は、側面に円形状の貫通孔である第１流出孔１１（流出口の一例）と第２流出孔１２（流出口の一例）とが形成されている。第１流出孔１１の中心軸Ｑと第２流出孔１２の中心軸Ｒとは、いずれも中心軸Ｐに対して垂直な方向に沿う。また、第１流出孔１１と第２流出孔１２とは、中心軸Ｑと中心軸Ｒとが中心軸Ｐに沿う方向視で中心軸Ｐに対する中心角が約１２０度となるように配置されている（図５参照）。

【0021】

ここで、理解を容易にするために、本実施形態では、特に断りがない限り、図２に示される状態で、「上」はバルブ装置１の中心軸Ｐ（鉛直方向）に沿った矢印Ｕの方向（上方向）及び相対的に矢印Ｕの側（上側）を意味し、「下」はバルブ装置１の中心軸Ｐに沿った矢印Ｄの方向（下方向）及び相対的に矢印Ｄの側（下側）を意味するものとする。

【0022】

ハウジング１０の鉛直方向の両端に位置する円形状の孔のうち、図２で下側に位置する第１孔１０ａ（流入口の一例）には、流入管２０が接続されている。流入管２０は、流入流路４に接続されており、流入流路４の一部を構成する。流入管２０には、外部から流入された空気が流通する。流入管２０は樹脂等の材料からなる円筒形状を有している。ハウジング１０と流入管２０とは、それぞれに形成されたフランジ同士を複数（本実施形態においては三本）のボルトで締結することにより接続されている。このとき、ハウジング１０と流入管２０との接続部位には環状のリングシール２３が配置されており、これにより該接続部位の気密性が確保される。

【0023】

流入管２０の径方向の中心には、ハウジング１０に接続された状態でハウジング１０の中心軸Ｐと同軸芯になる、有底円筒形状の軸支持部２４が形成されている。軸支持部２４は、ロータリバルブ３０を支持して回転させる回転軸３８の下側の端部を挿入保持することにより、ロータリバルブ３０を回転可能に支持する。すなわち、バルブ装置１において、回転軸３８の軸芯はハウジング１０の中心軸Ｐと同軸芯になるように配置されている。

【0024】

ハウジング１０の鉛直方向の両端の円形状の孔のうち、図２で上側に位置する第２孔１０ｂには、モータ１８が接続されている。ハウジング１０とモータ１８とは、それぞれに形成されたフランジ同士を複数（本実施形態においては三本）のボルトで締結することにより接続されている。モータ１８には、回転軸３８の上側の端部が接続されている。また、ハウジング１０とモータ１８との接続部位には環状のリングシール２３が配置されており、これにより該接続部位の気密性が確保される。モータ１８が作動することにより回転軸３８とロータリバルブ３０とが一体となって回転する。

【0025】

ハウジング１０の第１流出孔１１には、第１流出管２１が接続されている。第１流出管２１は、第１流出流路５に接続されており、第１流出流路５の一部を構成する。第１流出管２１は樹脂等の材料からなる円筒形状を有している。ハウジング１０と第１流出管２１とは、それぞれに形成されたフランジ同士を複数（本実施形態においては二本）のボルトで締結することにより接続されている。このとき、ハウジング１０と第１流出管２１との接続部位には環状のリップシール４０が配置されており、これにより該接続部位の気密性が確保される。リップシール４０の詳細な構造については後述する。

【0026】

ハウジング１０の第２流出孔１２には、第２流出管２２が接続されている。第２流出管２２は、第２流出流路６に接続されており、第２流出流路６の一部を構成する。第２流出管２２は樹脂等の材料からなる円筒形状を有している。ハウジング１０と第２流出管２２とは、それぞれに形成されたフランジ同士を複数（本実施形態においては二本）のボルトで締結することにより接続されている。このとき、ハウジング１０と第２流出管２２との接続部位には環状のリップシール４０が配置されており、これにより該接続部位の気密性が確保される。

【0027】

本実施形態のロータリバルブ３０は、図２、及び図５から図７に示されるように、弁体部３１、湾曲部３２、テーパ部３３、及び支持部３４を有している。弁体部３１は、中空の球を回転軸３８の軸芯を中心に中心角が約１１０度となる放射状に切断した形状を有する（図２参照）。この形状は、回転軸３８の軸芯に垂直な任意の断面が、常に中心角が約１１０度の円弧状となる。弁体部３１の周方向の両端は、それぞれ端部に向かうにつれて、湾曲部３２とテーパ部３３とがこの順で形成されている。すなわち、弁体部３１とテーパ部３３との間に湾曲部３２があり、弁体部３１とテーパ部３３とは湾曲部３２により滑らかに繋がっている。テーパ部３３は、弁体部３１よりも厚さが薄くなる方向、すなわち、回転軸３８の軸芯に近づく方向に傾斜している。

【0028】

支持部３４は、弁体部３１、湾曲部３２、テーパ部３３の上側端部と下側端部とにそれぞれ形成され、回転軸３８に固定されている。これにより、支持部３４は、回転軸３８に対して弁体部３１、湾曲部３２、テーパ部３３を支持している。支持部３４は、回転軸３８の軸芯を中心とする中心角が約１１０度の扇形を有している（図５参照）。下側の支持部３４には、複数（本実施形態においては二つ）の貫通孔３５が形成されている。すなわち、貫通孔３５は、ハウジング１０の第１孔１０ａに対向している。貫通孔３５を設けることにより、第１孔１０ａから流入した空気の一部が貫通孔３５を通り抜けて第１流出孔１１又は第２流出孔１２から流出するので、下側の支持部３４による圧損を低減することができる。

【0029】

リップシール４０は、図３、図４に示されるように、シール軸芯４４（軸芯の一例）を中心として、シール軸芯４４に沿う方向で内径及び外径が連続的に変化している環状のシールであり、ゴムやエラストマ等の弾性部材からなる。リップシール４０のシール軸芯４４に沿って、環状の括れ部４１、拡径部４２、及び保持部４３を有する。リップシール４０は、シール軸芯４４に沿って、保持部４３、括れ部４１、拡径部４２の順で連続的に延在し配置され、括れ部４１、拡径部４２、保持部４３の順で内径及び外径が連続的に大きくなっている。すなわち、括れ部４１は保持部４３に対して径方向内側に括れており、拡径部４２は括れ部４１に対して拡径している。保持部４３の外径は、拡径部４２の外径よりも大きい。

【0030】

リップシール４０は、拡径部４２が回転軸３８の側に位置するように配置されており、ロータリバルブ３０の弁体部３１に当接、密着することにより、当該当接した箇所から空気が漏出するのを防止する。括れ部４１は、ロータリバルブ３０の弁体部３１が拡径部４２に当接したときに、シール軸芯４４に沿う方向に圧縮されて弾性変形して、拡径部４２を弁体部３１の表面に押し付けて密着させる弾性力を発揮する。保持部４３は、回転軸３８と反対側の端部に形成されており、括れ部４１から拡径した環状の縁部からシール軸芯４４に沿う方向に立設し、リップシール４０をハウジング１０に対して固定する。なお、ハウジング１０と第１流出管２１との接続部位に配置されたリップシール４０と、ハウジング１０と第２流出管２２との接続部位に配置されたリップシール４０とは、同じものが用いられている。

【0031】

図５に示されるように、ハウジング１０の第１流出孔１１と第１流出管２１との接続部位に配置されたリップシール４０は、第１流出孔１１の周囲に形成された環状の溝である第１保持溝１１ａに保持部４３を嵌め込むことにより、ハウジング１０の第１流出孔１１に対して固定、保持されている。このとき、括れ部４１と拡径部４２とは第１保持溝１１ａよりも収容空間１３及び回転軸３８に近づく側に位置している。同様に、図７に示されるように、ハウジング１０の第２流出孔１２と第２流出管２２との接続部位に配置されたリップシール４０は、第２流出孔１２の周囲に形成された環状の溝である第２保持溝１２ａに保持部４３を嵌め込むことにより、ハウジング１０の第２流出孔１２に対して固定、保持されている。このとき、括れ部４１と拡径部４２とは第２保持溝１２ａよりも収容空間１３及び回転軸３８に近づく側に位置している。なお、第１流出孔１１と第１流出管２１との接続部位に配置されたリップシール４０のシール軸芯４４は、第１流出孔１１の中心軸Ｑと同軸芯になるように配置されており、第２流出孔１２と第２流出管２２との接続部位に配置されたリップシール４０のシール軸芯４４は、第２流出孔１２の中心軸Ｒと同軸芯になるように配置されている。

【0032】

本実施形態のバルブ装置１は、ロータリバルブ３０の回転軸３８の軸芯（中心軸Ｐの軸芯）から自然長時のリップシール４０の拡径部４２までの長さ（以下、シール離間長さ）と、回転軸３８の軸芯からロータリバルブ３０の湾曲部３２及びテーパ部３３の周方向での特定の一箇所までの距離とが等しくなるように構成されている。以下、この特定の一箇所を特定箇所という。したがって、ロータリバルブ３０において、特定箇所よりも周方向で弁体部３１側の箇所における回転軸３８の軸芯からの長さはシール離間長さよりも長く、特定箇所よりも周方向でテーパ部３３側の箇所における回転軸３８の軸芯からの長さはシール離間長さよりも短い。これにより、ロータリバルブ３０の弁体部３１がリップシール４０に当接しているときは、リップシール４０は自然長から圧縮されて弁体部３１に密着する方向に弾性力を発揮している。なお、ロータリバルブ３０において、湾曲部３２及びテーパ部３３は弁体部３１の周方向の両側にそれぞれ形成されているので、特定箇所は周方向の両側に二つある。また、特定箇所には、テーパ部３３の先端部分（ロータリバルブ３０の周方向の両先端部分）は含まれない。

【0033】

〔バルブ装置の作動〕
次に、バルブ装置１の作動について説明する。上述したように、バルブ装置１は、流入流路４から流入した空気を第１流出流路５と第２流出流路６とに切替えて流出させる三方弁である。ここでは、一例として、ロータリバルブ３０が回転することにより、第１流出孔１１を閉状態（以下、初期状態ともいう）（図５の状態）から開状態（図７の状態）にするときの作動について説明する。このとき、第２流出孔１２は開状態（図５の状態）から閉状態（図７の状態）になる。

【0034】

バルブ装置１が図５に示される初期状態にあるときは、流入流路４から流入管２０及び第１孔１０ａを流通してバルブ装置１内に流入した空気は、第２流出孔１２及び第２流出管２２を流通して第２流出流路６に流出する。このとき、第１流出孔１１とロータリバルブ３０とが対向して閉状態になっている。具体的には、第１流出孔１１に固定されたリップシール４０の拡径部４２の全体がロータリバルブ３０の弁体部３１に密着している。このとき、第１流出孔１１に固定されたリップシール４０の括れ部４１は弁体部３１からの反力を受けて弾性変形しており、リップシール４０のシール軸芯４４に沿う方向の長さは圧縮されて若干短くなっている。これにより、第１流出孔１１から空気が漏出することはない。

【0035】

この初期状態から、モータ１８に通電してロータリバルブ３０を第２流出孔１２に向けて回転させる（図５では反時計方向）。ロータリバルブ３０の弁体部３１はリップシール４０の拡径部４２に密着した状態で摺動する。ロータリバルブ３０が回転するにつれて、第１流出孔１１は開いていき、拡径部４２に対する摺動箇所は弁体部３１から湾曲部３２、テーパ部３３へと移動する。そして、湾曲部３２及びテーパ部３３のうちの特定箇所がリップシール４０の拡径部４２に当接したときにリップシール４０は自然長に復帰し、回転軸３８の軸芯から拡径部４２までの長さがシール離間長さに等しくなる。その後ロータリバルブ３０の回転が継続すると、ロータリバルブ３０とリップシール４０とが離間する。これは、自然長のリップシール４０はそれ以上伸長することはないからである。

【0036】

一方、初期状態からロータリバルブ３０が回転すると、ロータリバルブ３０は、第１流出孔１１に配置されたリップシール４０と離間する前に、第２流出孔１２に配置されたリップシール４０と当接する（図６参照）。すなわち、ロータリバルブ３０が第１流出孔１１に対向した状態から第２流出孔１２に対向した状態になるまでの過渡期では、ロータリバルブ３０は、第１流出孔１１に配置されたリップシール４０と第２流出孔１２に配置されたリップシール４０の両方に当接した状態となる。以下では、第２流出孔１２に配置されたリップシール４０にロータリバルブ３０が当接するときについて、図６を用いて説明する。

【0037】

ロータリバルブ３０が第２流出孔１２に向かって回転すると、図６に示されるように、湾曲部３２及びテーパ部３３の周方向における特定箇所で、第２流出孔１２に固定された自然長状態のリップシール４０の拡径部４２と当接する。すなわち、ロータリバルブ３０の特定箇所における回転軸３８の軸芯からの長さは、シール離間距離に等しいため、ロータリバルブ３０のテーパ部３３若しくは湾曲部３２が最初に拡径部４２に当接する。その後、ロータリバルブ３０は回転しながら拡径部４２上を弁体部３１に向けて摺動し、最終的に拡径部４２は、全体が弁体部３１と当接した状態で第２流出孔１２を閉塞する。これにより、第２流出孔１２は図７に示される閉状態となる。このとき、第１流出孔１１は開状態となっている。

【0038】

〔バルブ装置の効果〕
本実施形態によると、ロータリバルブ３０が、回転軸３８に対して垂直方向の断面において、閉状態でリップシール４０に密着する部分が円弧状を有する弁体部３１、湾曲部３２、及びテーパ部３３を有し、ロータリバルブ３０が開状態から閉状態に向かって回転したときに、リップシール４０の拡径部４２は最初にロータリバルブ３０の湾曲部３２若しくはテーパ部３３に当接するように構成されている。このように、リップシール４０がロータリバルブ３０のテーパ部３３の先端部分に最初に当接しないので、ロータリバルブ３０がリップシール４０の先端部分に引っかかったり、先端部分が切れたりするおそれがない。その結果、ロータリバルブ３０がロックすることも気密性が低下することもない。

【0039】

また、本実施形態によると、リップシール４０がシール軸芯４４に沿う方向で内径及び外径が連続的に変化している環状を有しているので、リップシール４０が弁体部３１に密着することにより、空気の漏出を確実に防止することができる。また、リップシール４０のシール軸芯４４に沿って括れ部４１と拡径部４２とを有しており、径の小さい括れ部４１の方が拡径部４２よりも変形しやすい。そのため、括れ部４１が変形し拡径部４２が変形しないことにより、リップシール４０をシール軸芯４４に沿う方向に容易に弾性変形させつつロータリバルブ３０の弁体部３１に確実に当接させることができる。

【0040】

また、本実施形態によると、保持部４３の外径が拡径部４２の外径よりも大きいので、リップシール４０を安定してハウジング１０に取付けることができる。また、大径の保持部４３がハウジング１０に保持されているため、リップシール４０の強度を高めることができる。

【0041】

また、本実施形態によると、ロータリバルブ３０の支持部３４が貫通孔３５を有しているので、回転軸３８に沿った第１孔１０ａから流入した空気の一部が貫通孔３５を通り抜けて第１流出孔１１又は第２流出孔１２から流出する。これにより、支持部３４における空気の圧損を低減することができる。

【0042】

〔その他の実施形態〕
（１）上記実施形態では、バルブ装置１は第１流出管２１と第２流出管２２の二つの流出管を備えた三方弁であったが、一つの流出管を備えて開閉する開閉弁であってもよい。また、流出管を三つ以上備えていてもよい。

【0043】

（２）上記実施形態のバルブ装置１では、流入管２０は、ハウジング１０の中心軸Ｐに沿って配置され、第１流出管２１と第２流出管２２はハウジング１０の側面に配置されていたが、流入管２０、第１流出管２１、及び第２流出管２２の全てがハウジング１０の側面に配置されるように構成されてもよい。

【0044】

（３）上記実施形態のバルブ装置１では、中心軸Ｑと同軸芯になるように配置された第１流出管２１と中心軸Ｒと同軸芯になるように配置された第２流出管２２とのなす角度は１２０度であったが、１２０度未満であっても１２０度を超える角度であってもよい。

【0045】

（４）上記実施形態のバルブ装置１では、流入管２０を一つ備え、第１流出管２１と第２流出管２２の二つの流出管を備えていたが、流入管を二つ備え、流出管を一つ備えた構成であってもよい。

【0046】

（５）上記実施形態のバルブ装置１では、ロータリバルブ３０は、弁体部３１の周方向の両側に湾曲部３２とテーパ部３３とを備えていたが、湾曲部３２とテーパ部３３が弁体部３１の周方向の片側にだけ配置されるように構成されてもよい。この場合、第１流出孔１１又は第２流出孔１２を閉じるときには、常にリップシール４０の拡径部４２にロータリバルブ３０の湾曲部３２若しくはテーパ部３３が最初に当接するように、ロータリバルブ３０を一方向に回転させるように構成するのが好ましい。

【0047】

（６）上記実施形態では、ロータリバルブ３０の弁体部３１は、中空の球を放射状に切断した形状であったが、円筒を放射状に切断した形状であってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明は、バルブ装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0049】

１ ：バルブ装置
２ ：燃料電池スタック（燃料電池）
１０ ：ハウジング
１０ａ ：第１孔（流入口）
１１ ：第１流出孔（流出口）
１２ ：第２流出孔（流出口）
３０ ：ロータリバルブ
３１ ：弁体部
３２ ：湾曲部
３３ ：テーパ部
３４ ：支持部
３５ ：貫通孔
３８ ：回転軸
４０ ：リップシール（シール）
４１ ：括れ部
４２ ：拡径部
４３ ：保持部
４４ ：シール軸芯（軸芯）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】