(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-19
(45)【発行日】2023-05-29
(54)【発明の名称】切換機構、および車両
(51)【国際特許分類】
F16K 11/085 20060101AFI20230522BHJP
【ＦＩ】
F16K11/085 Z
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021197728
(22)【出願日】2021-12-06
【審査請求日】2021-12-06
(73)【特許権者】
【識別番号】391001169
【氏名又は名称】櫻護謨株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 宏
(72)【発明者】
【氏名】仲村 公孝
【審査官】大内 俊彦
(56)【参考文献】
【文献】韓国登録特許第１０－０６６５３５０（ＫＲ，Ｂ１）
【文献】特表２０００－５１４５３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公平５－５０６３２（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】特開２０１１－３７４１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１９４３７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１１６７１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ １１／００－１１／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
内周面と、前記内周面に囲われた収容部と、前記収容部に繋がる複数の接続部と、を有する本体と、前記内周面に対向する外周面と、前記外周面を貫通する複数の経路と、を有し、前記内周面に沿って回転可能に前記収容部に設けられた回転体と、を備え、
前記複数の接続部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、第４接続部と、を有し、
前記複数の経路は、第１経路と、第２経路と、第３経路と、第４経路と、を有し、
前記第１経路、前記第２経路、前記第３経路、および前記第４経路は、前記回転体の内部に形成され、
前記第１経路は、前記外周面に一対の第１開口を有し、
前記第２経路は、前記外周面に一対の第２開口を有し、
前記第３経路は、前記外周面に一対の第３開口を有し、
前記第４経路は、前記外周面に一対の第４開口を有し、
前記収容部において、前記回転体は、第１位置と、前記第１位置と異なる第２位置との間で回転し、
前記第１位置において、前記第１経路は、前記一対の第１開口が前記第１接続部と前記第２接続部と一致することによって、記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぎ、前記第２経路は、前記一対の第２開口が前記第３接続部と前記第４接続部と一致することによって、前記第３接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、
前記第２位置において、前記第３経路は、前記一対の第３開口が前記第１接続部と前記第４接続部が一致することによって、前記第１接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第４経路は、前記一対の第４開口が前記第２接続部と前記第３接続部と一致することによって、前記第２接続部と前記第３接続部とを繋ぐ、
切換機構。
【請求項2】
前記複数の経路は、前記回転体の内部において、それぞれ独立している、請求項１に記載の切換機構。
【請求項3】
前記内周面は、軸を中心とする円筒状に形成され、前記回転体は、円柱状に形成され、前記軸を中心に前記内周面に沿って回転可能である、
請求項１または２に記載の切換機構。
【請求項4】
前記複数の経路のうち少なくとも１つは、曲線からなる部分を含んでいる、請求項３に記載の切換機構。
【請求項5】
前記第１経路および前記第２経路は、曲線からなる部分を含み、前記第３経路および前記第４経路は、曲線からなる部分を含まない、
請求項４に記載の切換機構。
【請求項6】
前記第１経路および前記第２経路は、前記第３経路と前記第４経路との間を通っている、請求項５に記載の切換機構。
【請求項7】
車体と、第１連通口を有し、前記車体に設けられた収容室と、
第２連通口を有し、前記車体に設けられ前記車体の外部と接続された中継部と、
空気を取り込むための吸込口と空気を吐出するための吐出口とを有し、前記車体に設けられた送風装置と、
前記第１連通口および前記第２連通口の接続先を前記吸込口と前記吐出口との間で切り換え可能な切換機構と、を備え、
前記切換機構は、収容部と、前記収容部に繋がる複数の接続部と、を有する本体と、複数の経路を有し、前記収容部に設けられた回転体と、を備え、
前記複数の接続部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、第４接続部と、を有し、
前記複数の経路は、第１経路と、第２経路と、第３経路と、第４経路と、を有し、
前記収容部において、前記回転体は、第１位置と、前記第１位置と異なる第２位置との間で回転し、
前記切換機構は、前記第１位置において、前記第１経路は前記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぎ、前記第２経路は前記第３接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第２位置において、前記第３経路は前記第１接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第４経路は前記第２接続部と前記第３接続部とを繋ぎ、
前記切換機構が前記第１連通口と前記吐出口とを接続し前記第２連通口と前記吸込口とを接続することで、前記収容室の圧力が外気の圧力より高くなり、
前記切換機構が前記第２連通口と前記吐出口とを接続し前記第１連通口と前記吸込口とを接続することで、前記収容室の圧力が外気の圧力より低くなる、
車両。
【請求項8】
前記複数の経路は、前記回転体の内部に形成され、それぞれ独立している、
請求項７に記載の車両。
【請求項9】
前記本体は、軸を中心とする円筒状の内周面を有し、
前記収容部は、前記内周面に囲われ、
前記回転体は、円柱状に形成され、前記内周面に対向する外周面を有し、前記軸を中心に前記内周面に沿って回転可能に前記収容部に設けられ、
前記複数の経路は、前記外周面をそれぞれ貫通している、
請求項７または８に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、切換機構、および車両に関する。
【背景技術】
【0002】
複数の経路が設けられている場合、それらの経路の接続先を適宜切り換えることで、状況に応じた経路を形成したい場合がある。経路には、例えば液体や気体などの流体の流路、配線、および電車の線路などが含まれる。
【0003】
特許文献１には、車両用換気装置が開示されている。車両用換気装置は、車外の新鮮な空気を車内に取り入れあるいは車内の汚れた空気を車外に排出する給排気兼用送風機、送風機の出入口に設けた流路切替弁、車内外の圧力差によって自然排出あるいは自然吸入するための連通ダクト、前記連通ダクトの風量を調節するための絞り弁、車外の圧力を検出して前記流路切替弁及び絞り弁の動作を制御する制御装置からなることを特徴とするものである。車両用換気装置は、送風機の出入口にそれぞれ設けられた流路切替弁を用いて流路の切り換えを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開平５－７７７２６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に開示された車両用換気装置を踏まえても、経路の接続先の切り換えに関しては未だに改善の余地がある。例えば、特許文献１に開示されている車両用換気装置には、複数の流路切替弁を設けられている。複数の流路切替弁を設けることで装置自体が複雑化したり大型化したりする。そのため、限られた車両の空間においては、車両の内部に配置される他の設備（収容室や送風手段）などの制約により設置が困難な場合などがある。
【0006】
本発明は、簡易な構成で経路の接続先を切り換えることが可能な切換機構、および切換機構を備える車両を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
一実施形態に係る切換機構は、収容部と、前記収容部に繋がる複数の接続部と、を有する本体と、複数の経路を有し、前記収容部に設けられた回転体と、を備え、前記複数の接続部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、第４接続部と、を有し、前記複数の経路は、第１経路と、第２経路と、第３経路と、第４経路と、を有する。
【0008】
前記収容部において、前記回転体は、第１位置と、前記第１位置と異なる第２位置との間で回転し、前記第１位置において、前記第１経路は前記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぎ、前記第２経路は前記第３接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第２位置において、前記第３経路は前記第１接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第４経路は前記第２接続部と前記第３接続部とを繋ぐ。
【0009】
前記複数の経路は、前記回転体の内部に形成され、それぞれ独立してもよい。前記本体は、軸を中心とする円筒状の内周面を有し、前記収容部は、前記内周面に囲われ、前記回転体は、円柱状に形成され、前記内周面に対向する外周面を有し、前記軸を中心に前記内周面に沿って回転可能に前記収容部に設けられ、前記複数の経路は、前記外周面をそれぞれ貫通してもよい。
【0010】
前記複数の経路のうち少なくとも１つは、曲線からなる部分を含んでもよい。前記第１経路および前記第２経路は、曲線からなる部分を含み、前記第３経路および前記第４経路は、曲線からなる部分を含まなくてもよい。前記第１経路および前記第２経路は、前記第３経路と前記第４経路との間を通ってもよい。
【0011】
一実施形態に係る車両は、車体と、第１連通口を有し、前記車体に設けられた収容室と、第２連通口を有し、前記車体に設けられ前記車体の外部と接続された中継部と、空気を取り込むための吸込口と空気を吐出するための吐出口とを有し、前記車体に設けられた送風装置と、前記第１連通口および前記第２連通口の接続先を前記吸込口と前記吐出口との間で切り換え可能な前記切換機構と、を備える。
【0012】
前記切換機構が前記第１連通口と前記吐出口とを接続し前記第２連通口と前記吸込口とを接続することで、前記収容室の圧力が外気の圧力より高くなり、前記切換機構が前記第２連通口と前記吐出口とを接続し前記第１連通口と前記吸込口とを接続することで、前記収容室の圧力が外気の圧力より低くなる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、簡易な構成で経路の接続先を切り換えることが可能な切換機構、および切換機構を備える車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の一実施形態につき、図面を参照しながら説明する。本実施形態においては。切換機構の一例として、液体や気体などの流体の流路の接続先を切り換えるための切換弁、および当該切換弁を備える車両について、説明する。流路は経路の一例であり、経路には例えば配線、電車の線路などが含まれる。
【0016】
図１は、本実施形態に係る車両１００の概略的な側面図である。本実施形態においては、車両１００の一例として、緊急車両である消防用車両を示す。緊急車両は、他に救急車両、特殊災害対策車などがある。
【0017】
車両１００は、車体１１と、複数（例えば、４つ）の車輪２０と、を備えている。車体１１は、フレームと、運転席が設けられたキャビン１２と、キャビン１２の後方に連結された車体本体１３と、を有している。
【0018】
さらに、車両１００は、収容室１４と、資機材室１５と、を備えている。収容室１４および資機材室１５は、車体本体１３に設けられている。収容室１４および資機材室１５は、この順でキャビン１２側から並んでいる。収容室１４と資機材室１５との間は、扉などの仕切り１６が設けられている。
【0019】
収容室１４は、後述の送風装置などにより室内の圧力が陽圧および陰圧に設定される。収容室１４は、資機材室１５と接続された第１連通口１７を有している。車両１００は、送風装置３０と、中継部４０と、切換弁５０と、をさらに備えている。送風装置３０、中継部４０、および切換弁５０は、資機材室１５にそれぞれ設けられている。
【0020】
送風装置３０は、ファンを有する送風機構３１と、空気を清浄化するためのフィルタを有する空気清浄機構３２と、空気を取り込むための吸込口３３と、空気を吐出するための吐出口３４と、を有している。吸込口３３および吐出口３４は、切換弁５０にそれぞれ接続されている。
【0021】
送風装置３０は、吸込口３３および吐出口３４の他に、埃などを放出するための放出口、放出用ホースなどを有してもよい。送風装置３０は、例えば陽圧装置、陰圧装置、および換気ユニットなどである。
【0022】
中継部４０は、車体１１の外部と接続され、車体１１の外部と空気のやり取りをする。中継部４０は、外部接続口４１と、第２連通口４２と、を有している。外部接続口４１は、例えば、資機材室１５の上面、下面、および側面のいずれかに設けられる。
【0023】
中継部４０は外部接続口４１を介して車体１１の外部と接続され、第２連通口４２を介して資機材室１５の内部と接続されている。第１連通口１７および第２連通口４２は、切換弁５０にそれぞれ接続されている。以下、車体１１の外部の空気を「外気」と呼ぶことがある。
【0024】
次に、収容室１４の圧力を外気の圧力より高くする場合（収容室を陽圧室とする場合）、および外気の圧力より低くする場合（収容室を陰圧室とする場合）について、説明する。収容室１４の圧力と外気の圧力との差圧は、例えば送風装置３０により±０～８００Ｐａの範囲で設定することができる。
【0025】
図２および図３は、図１に示す収容室１４および資機材室１５の概略的な側面図である。一例として、図２は送風装置３０が中継部４０から空気を吸い込む状態であり、図３は送風装置３０が収容室１４から空気を吸い込む状態である。図２以降においては、流体の流れを矢印にて示す場合がある。
【0026】
図２および図３に示すように、収容室１４は、室内の換気を行うための換気口１４１と、室内の圧力を調整するための調整バルブ１４２と、を有している。換気口１４１および調整バルブ１４２は、例えば仕切り１６に設けられているが、他の位置に設けられてもよい。
【0027】
換気口１４１は、換気用ホース１４３を介して中継部４０と接続されている。換気口１４１には、図示しない換気扇、扉などが設けられている。収容室１４を使用する際、換気口１４１は、例えば扉で閉じられている。
【0028】
調整バルブ１４２は、バルブ用ホース１４４を介して中継部４０と接続されている。例えば、調整バルブ１４２は、室内の圧力が予め設定された圧力以上になると開き、室内の空気は中継部４０へ排出される。調整バルブ１４２は、室内の過度な圧力の変動を抑制する。
【0029】
切換弁５０は、本体６０と、後述の回転体（図４および図５に示す）と、回転体を操作するための操作部７０と、を有している。本体６０は、第１ポート６１と、第２ポート６２と、第３ポート６３と、第４ポート６４と、を有している。一例として、第１ポート６１は第１接続部に相当し、第２ポート６２は第２接続部に相当し、第３ポート６３は第３接続部に相当し、第４ポート６４は第４接続部に相当する。
【0030】
操作部７０は、例えば回転体に設けられたハンドルであり、手動で操作できる。作業者は、操作部７０により回転体を第１位置と、第１位置と異なる第２位置との間で切り換えることができる。
【0031】
第１位置においては、第１ポート６１と第２ポート６２とが連通し、第３ポート６３と第４ポート６４とが連通する。第２位置においては、第１ポート６１と第４ポート６４とが連通し、第２ポート６２と第３ポート６３とが連通する。図２示す例において、切換弁５０の回転体は第１位置に位置し、図３示す例において、切換弁５０の回転体は第２位置に位置している。
【0032】
切換弁５０は、複数のホースを介して収容室１４、送風装置３０、および中継部４０とそれぞれ接続されている。複数のホースは、ホース９１と、ホース９２と、ホース９３と、ホース９４と、を有している。ホース９１～９４の各々は、一本のホースでもよいし、複数のホースで構成されてもよい。
【0033】
ホース９１～９４の口径は、例えば１５０Ａ以下であって、一例としては１００Ａである。ホース９１～９４は、切換弁５０に接続された配管の一例である。ホース９１～９４は、例えばダクトなどによって構成されてもよい。
【0034】
図２および図３に示す例において、第１ポート６１は、ホース９１を介して吸込口３３と接続されている。第２ポート６２は、ホース９２を介して第２連通口４２と接続されている。第３ポート６３は、ホース９３を介して吐出口３４と接続されている。第４ポート６４は、ホース９４を介して第１連通口１７と接続されている。
【0035】
この場合、第１位置において、吸込口３３は第２連通口４２と接続され吐出口３４は第１連通口１７と接続され、第２位置において、吸込口３３は第１連通口１７と接続され吐出口３４は第２連通口４２と接続される。すなわち、切換弁５０は、第１連通口１７および第２連通口４２の接続先を吸込口３３と吐出口３４との間で切り換え可能である。
【0036】
【0037】
まず、外部接続口４１から中継部４０に流入した空気は、第２連通口４２からホース９２を介して、第２ポート６２から切換弁５０へ流入する。切換弁５０に流入した空気は、第１ポート６１から流出する。流出した空気は、ホース９１を介して、吸込口３３から送風装置３０へ吸い込まれる。
【0038】
送風装置３０に吸い込まれた空気は、空気清浄機構３２によって清浄化される。清浄化された空気は、吐出口３４からホース９３を介して、第３ポート６３から切換弁５０へ流入する。
【0039】
切換弁５０に流入した空気は、第４ポート６４から流出する。流出した空気は、ホース９４を介して、第１連通口１７から収容室１４へ送られる。空気が中継部４０から収容室１４へ送られることで収容室１４が加圧され、収容室１４の圧力が外気の圧力より高くなる。
【0040】
【0041】
まず、収容室１４の空気は、第１連通口１７からホース９４を介して、第４ポート６４から切換弁５０へ流入する。切換弁５０に流入した空気は、第１ポート６１から流出する。流出した空気は、ホース９１を介して、吸込口３３から送風装置３０へ吸い込まれる。
【0042】
送風装置３０に吸い込まれた空気は、空気清浄機構３２によって清浄化される。清浄化された空気は、吐出口３４からホース９３を介して、第３ポート６３から切換弁５０へ流入する。
【0043】
切換弁５０に流入した空気は、第２ポート６２から流出する。流出した空気は、ホース９２を介して、第２連通口４２から中継部４０へ送られる。空気が中継部４０へ送られると、外部接続口４１から車体１１の外部へ流出する。空気が収容室１４から中継部４０へ送られることで収容室１４が減圧され、収容室１４の圧力が外気の圧力より低くなる。
【0044】
図４および図５は、本実施形態に係る切換弁５０の概略的な分解斜視図である。図６および図７は、図４および図５に示す回転体８０の概略的な側面図である。図４乃至図７を用いて、切換弁５０に適用し得る構成の一例を説明する。図４においては回転体８０が第１位置に位置し、図５においては回転体８０が第２位置に位置している。
【0045】
上述の通り切換弁は、本体６０、回転体８０、および操作部７０を有している。切換弁５０を構成する各部材は、アルミニウム合金、ステンレスなどの金属材料や樹脂などの非金属材料によりそれぞれ形成される。回転体８０は、本体６０の軸ＡＸと同軸上に位置している。
【0046】
図４および図５に示す例において、本体６０は、軸ＡＸを中心とする円筒状に形成されている。本体６０は、外周面６７と、内周面６８と、を有している。ここで、軸ＡＸに沿う方向を軸方向Ｄｘと定義し、軸ＡＸを中心とする周方向θを定義する。
【0047】
外周面６７および内周面６８は、軸方向Ｄｘに一様な径を有している。本体６０は、内周面６８に囲われた収容部６９をさらに有している。図２および図３を用いて説明したポート６１～６４は、本体６０に形成され、収容部６９に繋がっている。
【0048】
ポート６１～６４は、外周面６７と内周面６８とをそれぞれ貫通しているため、収容部６９は本体６０の外部と軸ＡＸから離れる方向に連通されている。ポート６１～６４は、例えば円形状である。
【0049】
第１ポート６１および第３ポート６３は軸方向Ｄｘに並び、第２ポート６２および第４ポート６４は軸方向Ｄｘに並んでいる。第１ポート６１は第４ポート６４と対向し、第２ポート６２は第３ポート６３と対向している。軸方向Ｄｘにおいて、第１ポート６１は第４ポート６４と本体６０の一端から同じ位置にあり、第２ポート６２は第３ポート６３と本体６０の一端から同じ位置にある。
【0050】
より具体的には、第１ポート６１は第４ポート６４と同軸上に位置し、第２ポート６２は第３ポート６３と同軸上に位置している。第１ポート６１および第４ポート６４の軸を軸Ｘ６１とし、第２ポート６２および第３ポート６３の軸を軸Ｘ６２とする。軸Ｘ６１は、一例として軸Ｘ６２と平行に延びている。軸Ｘ６１および軸Ｘ６２は軸ＡＸと交差し、一例として直交している。
【0051】
ポート６１～６４には、外部から他の経路を接続することが可能である。図４および図５に示す例においては、第１ポート６１に第１管９６が接続され、第２ポート６２に第２管９７が接続され、第３ポート６３に第３管９８が接続され、第４ポート６４に第４管９９が接続されている。
【0052】
図２および図３を用いて説明したホース９１～９４は、管９６～９９を介してポート６１～６４とそれぞれ接続されている。一例として、管９６～９９の端部には、ホース９１～９４を接続するための図示してない接続具が設けられている。第１管９６および第４管９９は軸Ｘ６１に沿って互いに反対方向に延び、第２管９７および第３管９８は軸Ｘ６２に沿って互いに反対方向に延びている。
【0053】
回転体８０は、例えば３Ｄプリンタなどを用いた３次元造形により一体に形成される。回転体８０は、回転可能に収容部６９に設けられている。より具体的には、回転体８０は、操作部７０により軸ＡＸを中心に内周面６８に沿って周方向θに９０度回転する。これにより、回転体８０を第１位置と第２位置との間で切り換えることができる。回転体８０の回転方向および角度は、この例に限られない。
【0054】
【0055】
図４および図５に示すように、回転体８０は、複数の経路を有している。複数の経路は、外周面８１をそれぞれ貫通している。複数の経路は、回転体８０の内部に形成されている。複数の経路は、第１経路Ｐ１と、第２経路Ｐ２と、第３経路Ｐ３と、第４経路Ｐ４と、を有している。
【0056】
第１経路Ｐ１は、両端に開口Ｐ１ａ，Ｐ１ｂを有している。第２経路Ｐ２は、両端に開口Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを有している。第３経路Ｐ３は、両端に開口Ｐ３ａ，Ｐ３ｂを有している。第４経路Ｐ４は、両端に開口Ｐ４ａ，Ｐ４ｂを有している。
【0057】
開口Ｐ１ａおよび開口Ｐ２ａは軸方向Ｄｘに並び、開口Ｐ１ｂおよび開口Ｐ２ｂは軸方向Ｄｘに並んでいる。開口Ｐ３ａおよび開口Ｐ４ａは軸方向Ｄｘに並び、開口Ｐ３ｂおよび開口Ｐ３ｂは軸方向Ｄｘに並んでいる。
【0058】
開口Ｐ１ａは開口Ｐ２ｂと対向し、開口Ｐ３ａは開口Ｐ３ｂと対向している。開口Ｐ１ｂは開口Ｐ２ａと対向し、開口Ｐ４ａは開口Ｐ４ｂと対向している。軸方向Ｄｘにおいて、開口Ｐ１ａ，Ｐ２ｂ，Ｐ３ａ，Ｐ３ｂは回転体８０の一端から同じ位置にあり、開口Ｐ１ｂ，Ｐ２ａ，Ｐ４ａ，Ｐ４ｂは回転体８０の一端から同じ位置にある。
【0059】
開口Ｐ１ａは開口Ｐ２ｂと同軸上に位置し、開口Ｐ３ａは開口Ｐ３ｂと同軸上に位置している。開口Ｐ１ｂは開口Ｐ２ａと同軸上に位置し、開口Ｐ４ａは開口Ｐ４ｂと同軸上に位置している。
【0060】
複数の経路Ｐ１～Ｐ４は、それぞれ独立している。ここで、「独立している」とは、各経路が他の経路と回転体８０の内部で繋がっていないことをいう。他の観点からは、各経路は、両端の開口をそれぞれ繋げている。
【0061】
第１経路Ｐ１は線ＸＰ１に沿って延び、第２経路Ｐ２は線ＸＰ２に沿って延び、第３経路Ｐ３は線ＸＰ３に沿って延び、第４経路Ｐ４は線ＸＰ４に沿って延びている。経路Ｐ１～Ｐ４は、線ＸＰ１～ＸＰ４を中心に一様な径で延びている。
【0062】
図６は回転体８０を開口Ｐ１ａ，Ｐ２ａ側から見ており、図７は回転体８０を開口Ｐ３ａ，Ｐ４ａ側から見ている。複数の経路Ｐ１～Ｐ４のうち少なくとも１つは、曲線からなる部分を含んでいる。より具体的には、図４乃至図７に示す例において、第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２は曲線からなる部分を含み、第３経路Ｐ３および第４経路Ｐ４は曲線からなる部分を含んでいない。
【0063】
他の観点からは、第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２の線ＸＰ１，ＸＰ２は曲線からなる部分を含み、第３経路Ｐ３および第４経路Ｐ４の線ＸＰ３，ＸＰ４は直線状であり曲線からなる部分を含んでいない。
【0064】
第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２の線ＸＰ１，ＸＰ２は、直線からなる部分を含んでもよい。図６に示す例において、線ＸＰ１，ＸＰ２は、軸ＡＸと交差してない。線ＸＰ３は、一例として線ＸＰ４と平行に延びている。線ＸＰ３，ＸＰ４は軸ＡＸと交差し、一例として直交している。
【0065】
【0066】
図４に示すように、第１位置においては、開口Ｐ１ａは軸方向Ｄｘに第１ポート６１と一致し、開口Ｐ１ｂは軸方向Ｄｘに第２ポート６２と一致する。開口Ｐ２ａは軸方向Ｄｘに第３ポート６３と一致し、開口Ｐ２ｂは軸方向Ｄｘに第４ポート６４と一致する。
【0067】
そのため、第１経路Ｐ１は第１ポート６１と第２ポート６２とを繋ぎ、第２経路Ｐ２は第３ポート６３と第４ポート６４とを繋ぐことができる。第１位置においては、線ＸＰ３，ＸＰ４は、軸ＡＸと直交している。
【0068】
図５に示すように、第２位置においては、開口Ｐ３ａは軸方向Ｄｘに第１ポート６１と一致し、開口Ｐ３ｂは軸方向Ｄｘに第４ポート６４と一致する。開口Ｐ４ａは軸方向Ｄｘに第３ポート６３と一致し、開口Ｐ４ｂは軸方向Ｄｘに第２ポート６２と一致する。
【0069】
そのため、第３経路Ｐ３は第１ポート６１と第４ポート６４とを繋ぎ、第４経路Ｐ４は第２ポート６２と第３ポート６３とを繋ぐことができる。第２位置においては、線ＸＰ３は軸Ｘ６１上に位置し、線ＸＰ４は軸Ｘ６２上に位置している。
【0070】
図４において、回転体８０が第１位置における切換弁５０の空気の流れを説明する。
まず、中継部４０と接続されたホース９２を介して、空気が第２管９７から第２ポート６２へ流入する。第２ポート６２から流入した空気は、第１経路Ｐ１を介して第１ポート６１に到達する。第１ポート６１に到達した空気は、第１管９６と接続されたホース９１を介して送風装置３０に吸い込まれる。
まず、中継部４０と接続されたホース９２を介して、空気が第２管９７から第２ポート６２へ流入する。第２ポート６２から流入した空気は、第１経路Ｐ１を介して第１ポート６１に到達する。第１ポート６１に到達した空気は、第１管９６と接続されたホース９１を介して送風装置３０に吸い込まれる。
【0071】
そして、送風装置３０から吐出された空気は、ホース９３が接続された第３管９８を介して第３ポート６３へ流入する。第３ポート６３から流入した空気は、第２経路Ｐ２を介して第４ポート６４に到達する。第４ポート６４に到達した空気は、第４管９９と接続されたホース９４を介して収容室１４へ送られる。
【0072】
次に、図５において、回転体８０が第２位置における切換弁５０の空気の流れを説明する。まず、収容室１４と接続されたホース９４を介して、空気が第４管９９から第４ポート６４へ流入する。第４ポート６４から流入した空気は、第３経路Ｐ３を介して第１ポート６１に到達する。第１ポート６１に到達した空気は、第１管９６と接続されたホース９１を介して送風装置３０に吸い込まれる。
【0073】
そして、送風装置３０から吐出された空気は、ホース９３が接続された第３管９８を介して第３ポート６３へ流入する。第３ポート６３から流入した空気は、第４経路Ｐ４を介して第２ポート６２に到達する。第２ポート６２に到達した空気は、第２管９７と接続されたホース９２を介して中継部４０へ送られる。
【0074】
切換弁５０において、例えば本体６０の内周面６８と回転体８０の外周面８１との間は、流体の漏洩を防止するためにシールされている。一例として、回転体８０の外周面８１には、環状の溝８２とＯリングＲとにより構成されるシール構造が形成されている。
【0075】
図４および図５に示す例においては、回転体８０の外周面８１に３つの溝８２が形成されている。ＯリングＲは、３つの溝８２にそれぞれ装着されている。溝８２およびＯリングＲの数は、３つに限られず、４つ以上であってもよい。溝８２は、回転体８０の外周面８１ではなく、本体６０の内周面６８に形成されてもよい。シール材は、ＯリングＲに限られず、他のシール材であってもよい。シール材は、流路を流れる流体の種類により適宜選択される。
【0076】
次に、切換弁５０における経路の接続先の切り換えについて、説明する。図８および図９は、切換弁５０による経路の接続先の切り換えを説明するための図である。図８および図９においては、切換弁５０の構造を模式的に示している。切換弁５０には、４つの流路が接続されている。
【0077】
図８においては回転体８０が第１位置に位置し、図９においては回転体８０が第２位置に位置している。図８および図９においては、図示されていないが第１ポート６１に送風装置３０の吸込口３３が接続され、第３ポート６３に送風装置３０の吐出口３４が接続されている。
【0078】
図８に示すように、第１位置において、切換弁５０は、第１経路Ｐ１が第１ポート６１と第２ポート６２とを繋ぎ、第２経路Ｐ２が第３ポート６３と第４ポート６４とを繋いでいる。
【0079】
図９に示すように、第２位置において、切換弁５０は、第３経路Ｐ３が第１ポート６１と第４ポート６４とを繋ぎ、第４経路Ｐ４が第２ポート６２と第３ポート６３とを繋いでいる。
【0080】
回転体８０が上述のような４つの経路Ｐ１～Ｐ４を有するため、回転体８０を回転させることで、第１ポート６１および第３ポート６３の接続先を第２ポート６２と第４ポート６４との間で切り換えることができる。すなわち、第１ポート６１および第３ポート６３に接続されている流路の接続先を第２ポート６２と第４ポート６４との間で切り換えることができる。
【0081】
送風装置３０の空気の流れは、吸込口３３から吐出口３４への一方向である。本実施形態のように切換弁５０に送風装置３０が接続されている場合においては、切換弁５０を介して送風装置３０の吸込口３３および吐出口３４の接続先をそれぞれ切り換えることで空気の流れを変えることができる。
【0082】
第１位置においては、第２ポート６２が送風装置３０の上流側にあり第４ポート６４が送風装置３０の下流側にあるが、第２位置においては、第４ポート６４が送風装置３０の上流側にあり第２ポート６２が送風装置３０の下流側にある。切換弁５０を設けることで、第２ポート６２および第４ポート６４に接続された流路の流れの方向は、反対方向に切り換っている。
【0083】
以上のように構成された本実施形態の切換弁５０であれば、簡易な構成で経路の接続先を切り換えることが可能である。より具体的には、収容部６９に設けられた回転体８０の位置を第１位置と第２位置との間で切り換えることで、第１ポート６１および第３ポート６３の接続先を第２ポート６２と第４ポート６４との間で切り換えることができる。
【0084】
これにより、第１ポート６１に接続された流路および第３ポート６３に接続された流路に対して、第２ポート６２に接続された流路と第４ポート６４に接続された流路との間で接続先を切り換えることで、状況に応じた流路を形成することができる。
【0085】
さらに、経路Ｐ１～Ｐ４は、回転体８０の内部に形成されている。そのため、本体６０に接続される管の数を少なくし、本体６０をシンプルな構造に形成することができる。本体６０に接続される管を少なくすることで、切換弁５０の圧力損失を抑制することができる。
【0086】
本体６０に接続される管の数を少なくすることで切換弁５０はコンパクトになり、例えば車体などの狭い空間に切換弁５０を設けることができる。さらに、切換弁５０を構成する部品点数を削減し組み立て工数を削減することで、切換弁５０の製造コストを抑制することができる。
【0087】
経路Ｐ１～Ｐ４はそれぞれ独立しているため、回転体８０の内部で他の経路の流体と混合することがない。本実施形態のように、経路Ｐ１～Ｐ４を形成することで、回転体８０の内部で複数の経路を独立させることができる。
【0088】
第３経路Ｐ３および第４経路Ｐ４を曲線からなる部分を含まないように形成することで、第３経路Ｐ３および第４経路Ｐ４をできる限り短くすることができる。第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２を第３経路Ｐ３と第４経路Ｐ４との間を通すことで、第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２をできる限り短くすることができる。経路Ｐ１～Ｐ４をできる限り短くすることで、切換弁５０の圧力損失を抑制することができる。
【0089】
本実施形態のように１つの切換弁５０を送風装置３０と接続することで、切換弁５０を介して送風装置３０の吸込口３３および吐出口３４の接続先を任意に切り換えることができる。そのため、１台の車両１００に１台の送風装置３０を設けることで、陽圧室と陰圧室とを兼用した収容室１４を設けることができる。
【0090】
収容室１４を陰圧室にする場合、回転体８０は、直線状に形成された第３経路Ｐ３および第４経路Ｐ４を使用するほうが好ましい。経路が曲線からなる部分を含む場合と比較して、切換弁５０の圧力損失を抑制することができ、空気を中継部４０へ向けて流しやすくなり、収容室１４の圧力を陰圧に設定しやすくなる。
【0091】
収容室１４を陽圧室と陰圧室とで兼用することができれば、車両１００が出動する際に、出動する現場に応じて収容室１４の圧力を適宜変更できる。例えば、車両１００の周辺が汚染されている場合には、収容室１４を陽圧室とすることで救助隊員の安全を確保することができる。
【0092】
要救助者が有毒ガスや感染症などの災害で罹患している場合には、収容室１４を陰圧室とすることで汚染された空気を外部に飛散させることなく要救助者を搬送することができる。
【0093】
例えば、車体と、第１連通口を有する収容室と、吸込口と吐出口とを有する送風装置とを備える車両を想定する。第１連通口は、吸込口および吐出口のいずれか一方に接続されている。このような車両に対して、図２および図３を用いて説明したような切換弁５０およびホース９１～９４をさらに設けることで、第１連通口の接続先を送風装置の吸込口と吐出口との間で切り換えることができる。
【0094】
これにより、収容室の圧力が外気の圧力より高い状態と、収容室の圧力が外気の圧力より低い状態とを作り出すことができる。例えば、陽圧室を備える車両の場合には陽圧室を陰圧室として利用でき、陰圧室を備える車両の場合には陰圧室を陽圧室として利用できる。新たに送風装置を追加する必要がないため、改造にかかる費用を抑制し、陽圧室と陰圧室とを兼用した収容室を備える車両を製作することができる。
【0095】
送風装置３０は、空気清浄機構３２を有している。外気が汚染されている場合、汚染された空気は、空気清浄機構３２によって清浄化された後に送風装置３０により収容室１４に送られるため、収容室１４が汚染されにくい。
【0096】
収容室１４の空気が汚染されている場合、汚染された空気は、空気清浄機構３２によって清浄化された後に送風装置３０により中継部４０に送られるため、汚染された空気が車両１００の外部に流出しにくい。
【0097】
本実施形態によれば、簡易な構成で経路の接続先を切り換えることが可能な切換弁５０、および切換弁５０を備える車両１００を提供することができる。以上説明した他にも、本実施形態からは種々の好適な作用が得られる。
【0098】
以上の通り、本実施形態は、例として提示したものであり、本発明の範囲を実施形態で開示した構成に限定するものではない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施することが可能である。この実施形態や変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【0099】
上述の本実施形態に係る切換弁５０の構成は、一例にすぎない。切換弁５０について、以下に変形例を示す。図１０乃至図１２は、切換弁５０の他の例を示す図である。図１０乃至図１２においては、切換弁５０の構造を模式的に示している。変形例において、切換弁５０には、６つの流路が接続されている。
【0100】
切換弁５０の本体６０は、６つのポート６１～６６を有している。回転体８０は、９つの経路Ｐ１～Ｐ９を有している。操作部７０により回転体８０は、それぞれが異なる、第１位置と、第２位置と、第３位置との間で切り換えることができる。回転体８０は、操作部７０により軸ＡＸを中心に周方向θに６０度ずつ回転することで、第１位置、第２位置、および第３位置をそれぞれ切り換えることができる。
【0101】
例えば、第２位置は、第１位置を基準として、回転体８０を時計回りに６０度回転することで切り換えることができる。第３位置は、第１位置を基準として、回転体８０を反時計回りに６０度回転することで切り換えることができる。図１０においては回転体８０が第１位置に位置し、図１１においては回転体８０が第２位置に位置し、図１２においては回転体８０が第３位置に位置している。
【0102】
図１０に示すように、第１位置において、切換弁５０は、第１経路Ｐ１が第１ポート６１と第２ポート６２とを繋ぎ、第２経路Ｐ２が第３ポート６３と第４ポート６４とを繋ぎ、第３経路Ｐ３が第５ポート６５と第６ポート６６とを繋いでいる。
【0103】
図１１に示すように、第２位置において、切換弁５０は、第４経路Ｐ４が第１ポート６１と第２ポート６２とを繋ぎ、第５経路Ｐ５が第３ポート６３と第６ポート６６とを繋ぎ、第６経路Ｐ６が第５ポート６５と第４ポート６４とを繋いでいる。
【0104】
第１位置と第２位置を切り換えることで、第３ポート６３および第５ポート６５の接続先が第４ポート６４と第６ポート６６との間で切り換わり、第１ポート６１の接続先は、第２ポート６２から切り換っていない。
【0105】
図１２に示すように、第３位置において、切換弁５０は、第７経路Ｐ７が第１ポート６１と第４ポート６４とを繋ぎ、第８経路Ｐ８が第３ポート６３と第６ポート６６とを繋ぎ、第９経路Ｐ９が第５ポート６５と第２ポート６２とを繋いでいる。
【0106】
第１位置と第３位置を切り換えることで、第１ポート６１、第３ポート６３、および第５ポート６５の接続先は、第２ポート６２、第４ポート６４、および第６ポート６６の間で切り換わっている。
【0107】
すなわち、第１ポート６１、第３ポート６３、および第５ポート６５に接続されている流路の接続先は、第２ポート６２、第４ポート６４、および第６ポート６６の間で切り換えることができる。
【0108】
上述の各位置におけるポート６１～６６の接続先の組み合わせは、一例にすぎず、接続先は適宜変更することができる。上述のように、回転体８０の位置を変更することで、複数のポートの接続先をすべて切り換えてもよいし、一部のみを切り換えてもよい。本体６０が有するポートの数量、および回転体８０が有する経路の数量は、上述の例に限られず、さらに多くてもよい。経路の数量に関わらず、各経路はそれぞれ独立している。
【0109】
なお、車両１００には、図１に示した構成要素以外の他の要素が含まれてもよい。車両１００は、例えば、収容室１４の圧力を他の装置などに送信する通信ユニットなどの出力装置を備えてもよい。なお、車体本体１３には、収容室１４、および資機材室１５以外に他の空間が形成されてもよい。
【0110】
なお、第１経路Ｐ１および第２経路Ｐ２の線ＸＰ１，ＸＰ２は、例えば、複数の直線状の部分で形成された屈曲した形状でもよい。なお、操作部７０は、電気など他の駆動手段により駆動するように構成されてもよい。操作部７０は、例えば、車両１００の外部から遠隔で操作できるように構成されてもよい。
【0111】
なお、第１ポート６１および第３ポート６３、第２ポート６２および第４ポート６４は、それぞれ軸方向Ｄｘに並んでいたが、周方向θに並んでもよい。ポート６１～６４の位置に応じて、回転体８０の経路Ｐ１～Ｐ４の形状などは適宜変更される。
【0112】
なお、回転体８０の内部に経路Ｐ１～Ｐ４が形成されているため、回転体８０の形状は円柱状でなくとも球状など他の形状でもよい。収容部６９の形状は、回転体８０の形状に応じて適宜変更される。
【0113】
切換弁５０が車両１００に設けられる例を開示したが、切換弁５０と同様の構造は他の用途にも適用することができる。例えば、消防システム、消火システムにおける配管ラインの切り換えに適用することができる。
【0114】
消火現場などで複数の配管ラインが形成される場合において、複数の切換弁５０を設けることで、状況に応じて複数の経路の接続先を適宜切り換え、所望の配管ラインを形成することができる。さらに、切換弁５０は流路の接続先の切り換えが必要な他の分野（例えば、医療分野など）にも適用することができる。
【0115】
切換機構の一例として流体の流路に適用することができる切換弁５０を開示したが、流路以外の複数の経路の接続先の切り換えにも適用することができる。例えば、電気回路に切換機構を適用することで、各機器の電気的な接続先を切り換えることができる。この場合、配線が経路に相当する。他の例としては、電車の線路に切換機構を適用することで、線路を走行する電車の行き先を切り換えることができる。この場合、線路が経路に相当する。
【符号の説明】
【0116】
１００…車両、１１…車体、１４…収容室、１７…第１連通口、３０…送風装置、３３…吸込口、３４…吐出口、４０…中継部、４２…第２連通口、５０…切換弁（切換機構）、６０…本体、６９…収容部、６１～６４…ポート（接続部）、８０…回転体、Ｐ１～Ｐ４…経路。
【要約】
【課題】 簡易な構成で経路の接続先を切り換えることが可能な切換機構、および切換機構を備える車両を提供する。
【解決手段】 一実施形態に係る切換機構は、収容部と、前記収容部に繋がる複数の接続部と、を有する本体と、複数の経路を有し、前記収容部に設けられた回転体と、を備え、前記複数の接続部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、第４接続部と、を有し、前記複数の経路は、第１経路と、第２経路と、第３経路と、第４経路と、を有する。前記収容部において、前記回転体は、第１位置と、前記第１位置と異なる第２位置との間で回転し、前記第１位置において、前記第１経路は前記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぎ、前記第２経路は前記第３接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第２位置において、前記第３経路は前記第１接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第４経路は前記第２接続部と前記第３接続部とを繋ぐ。
【選択図】 図４
【解決手段】 一実施形態に係る切換機構は、収容部と、前記収容部に繋がる複数の接続部と、を有する本体と、複数の経路を有し、前記収容部に設けられた回転体と、を備え、前記複数の接続部は、第１接続部と、第２接続部と、第３接続部と、第４接続部と、を有し、前記複数の経路は、第１経路と、第２経路と、第３経路と、第４経路と、を有する。前記収容部において、前記回転体は、第１位置と、前記第１位置と異なる第２位置との間で回転し、前記第１位置において、前記第１経路は前記第１接続部と前記第２接続部とを繋ぎ、前記第２経路は前記第３接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第２位置において、前記第３経路は前記第１接続部と前記第４接続部とを繋ぎ、前記第４経路は前記第２接続部と前記第３接続部とを繋ぐ。
【選択図】 図４
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】