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(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】2024-01-22
(45)【発行日】2024-01-30
(54)【発明の名称】ロータリバルブ
(51)【国際特許分類】
   F16K 5/04 20060101AFI20240123BHJP
   F16J 15/10 20060101ALI20240123BHJP
【FI】
F16K5/04 A
F16J15/10 U
【請求項の数】 3
(21)【出願番号】P 2023001544
(22)【出願日】2023-01-10
【審査請求日】2023-01-10
(73)【特許権者】
【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
【審査官】清水 康
(56)【参考文献】
【文献】特開2021-143743(JP,A)
【文献】特開昭58-137673(JP,A)
【文献】特開2021-050756(JP,A)
【文献】特開2019-011867(JP,A)
【文献】韓国登録特許第10-1529481(KR,B1)
【文献】実開昭62-025386(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16K 5/00 - 5/22
F16J 15/10
F16K 3/00 - 3/36
F16K 11/00 - 11/24
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
流体の流入口及び流出口を有するハウジングと、前記ハウジングの環状壁部に収容された円柱状の弁本体部が軸部を中心として回転することにより、前記流入口及び前記流出口の連通状態を変更する弁体と、パッキンとを備えるロータリバルブであって、
前記環状壁部は、前記流入口及び前記流出口の少なくとも一方を特定開口として有するとともにパッキン収容部を備え、
前記弁本体部の径方向における前記パッキン収容部の内側の面であって、前記特定開口の周りには着座面が形成され、前記弁本体部の周方向における前記着座面の両側には、前記径方向における外方ほど、互いの間隔が小さくなるように前記特定開口の中心軸線に対し傾斜する一対の内傾斜面が形成され、
前記パッキンは貫通孔を有するパッキン本体部と、前記径方向における前記パッキン本体部の外側の面であり、かつ前記貫通孔の周囲に形成された環状のシール部とを備え、
前記パッキン本体部の前記外側の面であって、前記周方向における前記シール部の両側には、前記内傾斜面に沿った状態で、前記貫通孔の中心軸線に対し傾斜する一対の外傾斜面が形成され、
前記パッキンは、前記弁本体部及び前記着座面の間で圧縮され、かつ前記外傾斜面が、対向する前記内傾斜面に接触した状態で、前記パッキン収容部に配置されているロータリバルブ。
【請求項2】
前記パッキンは、前記パッキン本体部が前記弁本体部及び前記内傾斜面の間で圧縮された状態で、前記パッキン収容部に配置されている請求項1に記載のロータリバルブ。
【請求項3】
前記環状壁部は、前記軸部の軸線に沿う方向に延び、
前記環状壁部は、前記軸線に沿う方向における少なくとも一方の端部に開放端を有し、
両内傾斜面は、前記開放端から前記軸線に沿う方向に延びており、
前記パッキン収容部に前記パッキンが配置され、かつ前記弁本体部が前記環状壁部に収容される前の状態では、前記シール部が前記着座面に接触するとともに、一対の前記外傾斜面の少なくとも一方が、対向する前記内傾斜面から離間している請求項1又は請求項2に記載のロータリバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はロータリバルブに関する。
【背景技術】
【0002】
図11に示すように、流体FLの流路の途中に設けられるロータリバルブ100として、ハウジング101、弁体111及び軟質のパッキン115を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
ハウジング101は、流体FLの流入口102及び流出口103,104を有する。また、ハウジング101は環状壁部105を有する。弁体111は、環状壁部105に収容された円柱状の弁本体部112と、軸部113とを有する。そして、弁本体部112が軸部113を中心として回転すると、流入口102及び流出口103,104の連通状態が変更される。
【0004】
環状壁部105は、流入口102と、流出口103,104とのうち、少なくとも一方を特定開口として有する。図11では、両流出口103,104が特定開口とされている。弁本体部112の径方向における環状壁部105の内側部分であって、特定開口の周囲には、パッキン収容部106がそれぞれ形成されている。各パッキン収容部106は、着座面107及び一対の内壁面108を備えている。着座面107は、上記径方向における環状壁部105の内側の面であって、特定開口の周りに位置している。一対の内壁面108は、パッキン収容部106の上記内側の面であって、弁本体部112の周方向における着座面107の両側に形成されている。一対の内壁面108は、特定開口の中心軸線CL1に対し平行に形成されている。
【0005】
パッキン115は、貫通孔117を有するパッキン本体部116と、上記径方向におけるパッキン本体部116の外側の面であり、かつ貫通孔117の周囲に形成された環状のシール部118とを備える。パッキン本体部116の上記外側の面であって、上記周方向におけるシール部118の両側には、一対の外壁面119が貫通孔117の中心軸線CL2に対し平行に形成されている。
【0006】
パッキン115は、シール部118を着座面107における特定開口の周囲に接触させた状態で、環状壁部105と弁本体部112との間に配置される。この際、パッキン115が着座面107と弁本体部112との間で圧縮されることで、弁本体部112を押し返す反力がパッキン115に発生する。この反力によって弁本体部112と着座面107との間がシールされる。
【0007】
ところで、上記構成のロータリバルブ100の組み立てに際しては、各パッキン収容部106にパッキン115が配置される。この状態で、弁本体部112が、環状壁部105内であって上記径方向におけるパッキン115よりも内方に収容される。パッキン115をパッキン収容部106に配置する代表的な方法としては、次の2つが知られている。
【0008】
配置方法1:図12に示すように、配置方法1では、パッキン115として、両外壁面119の間隔D2が両内壁面108の間隔D1よりも大きなものが用いられる。そして、パッキン本体部116が圧縮されながらパッキン収容部106内に圧入される。この方法では、パッキン本体部116が圧入されるため、貫通孔117の中心軸線CL2を特定開口の中心軸線CL1に合致させた状態で、パッキン115をパッキン収容部106に配置することが可能である。両中心軸線CL1,CL2を合致させるために、貫通孔117の径を特定開口の径よりも大きくしなくてすみ、パッキン115の大型化を抑制できる。また、内壁面108と弁本体部112との間でパッキン本体部116を圧縮させるため、弁本体部112を押し返す反力が発生する。内壁面108からの反力によって、パッキン115及び弁本体部112のシール力が高まる。
【0009】
配置方法2:図14に示すように、配置方法2では、パッキン115として、両外壁面119の間隔D2が両内壁面108の間隔D1よりも小さなものが用いられる。そして、外壁面119と内壁面108との間に隙間を生じさせた状態で、パッキン115がパッキン収容部106内に挿入される。この方法では、パッキン本体部116を圧入せずにパッキン収容部106に配置するため、配置方法1よりも配置作業がしやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【文献】特開2021-143743号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
ところが、上記配置方法1では、パッキン本体部116を圧縮させながら、パッキン115をパッキン収容部106に配置するため、配置方法2に比べると、配置作業がしづらい。また、図13に示すように、圧入時にパッキン115が折れ曲がるおそれがある。折れ曲がらないように、パッキン本体部116をパッキン収容部106に圧入しなければならず、その分、配置の作業性が損なわれる。
【0012】
これに対し、上記配置方法2では、図15に示すように、貫通孔117の中心軸線CL2が特定開口の中心軸線CL1からずれた状態で、パッキン115がパッキン収容部106に配置されるおそれがある。この場合には、貫通孔117と特定開口との境界部分での流路面積が小さくなり、流体FLの圧力損失が大きくなる。これの対策としては、両中心軸線CL1,CL2が合致しない状態でパッキン115が配置された場合でも、上記境界部分で、必要な流路面積が確保されるように、貫通孔117の径を大きくすることが考えられる。しかし、この場合には、パッキン本体部116のサイズも大きくなってしまう。また、一対の外壁面119の少なくとも一方が、対向する内壁面108から離間する。内壁面108と弁本体部112との間でパッキン本体部116が圧縮されないため、弁本体部112を押し返す反力が発生しない。そのため、パッキン115及び弁本体部112のシール力を、内壁面108からの反力によって高める効果が得られない。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するためのロータリバルブの各態様を記載する。
[態様1]流体の流入口及び流出口を有するハウジングと、前記ハウジングの環状壁部に収容された円柱状の弁本体部が軸部を中心として回転することにより、前記流入口及び前記流出口の連通状態を変更する弁体と、パッキンとを備えるロータリバルブであって、前記環状壁部は、前記流入口及び前記流出口の少なくとも一方を特定開口として有するとともにパッキン収容部を備え、前記弁本体部の径方向における前記パッキン収容部の内側の面であって、前記特定開口の周りには着座面が形成され、前記弁本体部の周方向における前記着座面の両側には、前記径方向における外方ほど、互いの間隔が小さくなるように前記特定開口の中心軸線に対し傾斜する一対の内傾斜面が形成され、前記パッキンは貫通孔を有するパッキン本体部と、前記径方向における前記パッキン本体部の外側の面であり、かつ前記貫通孔の周囲に形成された環状のシール部とを備え、前記パッキン本体部の前記外側の面であって、前記周方向における前記シール部の両側には、前記内傾斜面に沿った状態で、前記貫通孔の中心軸線に対し傾斜する一対の外傾斜面が形成され、前記パッキンは、前記弁本体部及び前記着座面の間で圧縮され、かつ前記外傾斜面が、対向する前記内傾斜面に接触した状態で、前記パッキン収容部に配置されているロータリバルブ。
【0014】
上記の構成によれば、ロータリバルブの組み立てに際しては、パッキン収容部にパッキンが配置される。この際、パッキンのシール部が、パッキン収容部の着座面における特定開口の周囲に接触される。また、パッキン本体部における一対の外傾斜面の各々が、パッキン収容部における一対の内傾斜面のうち、対応するものに対向させられる。
【0015】
続いて、環状壁部内であって、弁本体部の径方向におけるパッキンよりも内方に弁本体部が収容される。この際、パッキンに対し、上記径方向における外方へ向かう力が作用する。パッキンの環状のシール部が、弁本体部によって、パッキン収容部の着座面における特定開口の周囲に押し付けられる。パッキンが、着座面と弁本体部との間で圧縮される。パッキンには、弁本体部を押し返す反力が発生する。この反力によって弁本体部と着座面との間がシールされる。
【0016】
また、パッキン本体部の外傾斜面がパッキン収容部の内傾斜面に接触する。内傾斜面に接触した外傾斜面は、その内傾斜面に沿って、貫通孔の中心軸線が特定開口の中心軸線に近づく側へ移動する。この移動により、貫通孔の中心軸線が特定開口の中心軸線に対し、合致又は接近する。
【0017】
[態様2]前記パッキンは、前記パッキン本体部が前記弁本体部及び前記内傾斜面の間で圧縮された状態で、前記パッキン収容部に配置されている[態様1]に記載のロータリバルブ。
【0018】
上記の構成によれば、パッキン本体部が、内傾斜面と弁本体部との間で圧縮されるため、パッキン本体部には、弁本体部を押し返す反力が発生する。この反力によって、弁本体部とパッキンとのシール力が高められる。
【0019】
[態様3]前記環状壁部は、前記軸部の軸線に沿う方向に延び、前記環状壁部は、前記軸線に沿う方向における少なくとも一方の端部に開放端を有し、両内傾斜面は、前記開放端から前記軸線に沿う方向に延びており、前記パッキン収容部に前記パッキンが配置され、かつ前記弁本体部が前記環状壁部に収容される前の状態では、前記シール部が前記着座面に接触するとともに、一対の前記外傾斜面の少なくとも一方が、対向する前記内傾斜面から離間している[態様1]又は[態様2]に記載のロータリバルブ。
【0020】
ここで、パッキン収容部に対するパッキンの配置に際し、例えば、シール部が着座面に接触させられた状態で、パッキンが軸部の軸線に沿ってパッキン収容部に挿入されてもよい。この場合、パッキンの挿入に際し、パッキン本体部の一対の外傾斜面の少なくとも一方がパッキン収容部の内傾斜面から離間する。両内傾斜面間でパッキン本体部が圧縮されないため、パッキンをパッキン収容部に挿入する作業がしやすい。
【発明の効果】
【0021】
本発明によれば、パッキンを圧入せずに、貫通孔の中心軸線を特定開口の中心軸線に合致又は接近させた状態でパッキン収容部に配置できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
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】上記実施形態におけるロータリバルブの側面図である。
図3】上記実施形態におけるロータリバルブの分解斜視図である。
図4図2の4-4線断面図である。
図5図4の5-5線断面図である。
図6】上記実施形態におけるパッキン収容部にパッキンを配置する前の状態を示す部分分解斜視図である。
図7図5におけるA部の拡大断面図である。
図8図7におけるB部の拡大断面図である。
図9図7に対応する図であり、パッキン収容部にパッキンを配置し、かつ弁本体部を環状壁部に収容する前の状態を示す部分断面図である。
図10図9におけるC部の拡大断面図である。
図11図7に対応する図であり、パッキン収容部に対し、配置方法1でパッキンを配置した従来のロータリバルブを示す部分断面図である。
図12】従来技術を示す図であり、パッキン収容部に対し、配置方法1でパッキンを配置する前の状態を示す部分断面図である。
図13図12のパッキン収容部に対し、パッキンが折れ曲がった状態で配置されたロータリバルブの部分断面図である。
図14】従来技術を示す図であり、パッキン収容部に対し、配置方法2でパッキンを配置したロータリバルブの部分断面図である。
図15図14のパッキン収容部に対し、中心軸線がずれた状態でパッキンが配置されたロータリバルブの部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図1図10を参照して説明する。
図1及び図2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いる。
【0024】
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51、一対のパッキン65,66及び軸シール部材75を備えている。次に、各部材について説明する。
【0025】
ここで、ロータリバルブ10における各部の位置関係を特定するために、弁体51を基準とする。弁体51の軸部58,59の軸線ALに沿う方向を「軸方向」という。上記軸線ALを中心とする放射方向を「径方向」という。軸線ALを中心とする弁本体部52の回転方向を「周方向」という。
【0026】
<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、軸方向へ延びる軸受穴17を中心部分に有している(図4参照)。軸受穴17は、カバー16においてボディ21側(図4の上側)の面において開口している。
【0027】
図1図4及び図5に示すように、ボディ21は、軸方向へ延びる四角筒状の環状壁部22を有している。軸方向における環状壁部22のカバー16とは反対側(図4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。
【0028】
閉塞部23の中心部には、同閉塞部23を上記軸方向へ貫通する軸受孔26が形成されている。
図4及び図5に示すように、環状壁部22には、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、流体FLの流出口31,41が形成されている。流出口31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形成されている。流出口41は、環状壁部22において、流入口27及び流出口31の両者から周方向に離れた箇所に形成されている。本実施形態では、流出口41は、軸線ALを挟んで流出口31とは反対側に形成されている。流入口27及び両流出口31,41は、それぞれ略円形をなしている。流出口31は、パッキン65によるシールの対象となる特定開口を構成している。流出口41は、パッキン66によるシールの対象となる特定開口を構成している。
【0029】
図1図2及び図5に示すように、環状壁部22の外壁面における流入口27の周縁部には、接続管部28が設けられている。接続管部28は、環状壁部22から径方向における外方へ突出している。接続管部28と流体供給源とは、流体FLの上記共通流路12を有する配管29によって連結されている。流体供給源から供給された流体FLは、配管29によってロータリバルブ10に導かれる。
【0030】
環状壁部22の外壁面における流出口31の周縁部には、接続管部32が設けられている。接続管部32は、環状壁部22から、上記径方向における外方であり、かつ接続管部28の突出方向とは異なる方向へ突出している。接続管部32には、流体FLの上記第1分岐流路13を有する配管33が接続されている。流出口31から流出された流体FLは、配管33を通って、流体FLの使用先に送られる。
【0031】
図6及び図7に示すように、上記径方向における環状壁部22の内側部分であって、流出口31の周囲には、パッキン収容部35が形成されている。パッキン収容部35は、着座面36、及び一対の内傾斜面37を備えている。
【0032】
着座面36は、流出口31の周りに位置しており、同流出口31の中心軸線CL1に対し直交する平面によって構成されている。
一対の内傾斜面37は、上記径方向におけるパッキン収容部35の内側の面であって、上記周方向における着座面36の両側に形成されている。一対の内傾斜面37は、上記径方向における外方ほど、互いの間隔が小さくなるように上記中心軸線CL1に対し傾斜している。各内傾斜面37が中心軸線CL1に対しなす角度は、互いに同一である。
【0033】
着座面36及び一対の内傾斜面37は、いずれも環状壁部22の上記開放端24から、上記軸線ALに沿って閉塞部23まで延びている(図4参照)。
図4及び図5に示すように、環状壁部22の外壁面における流出口41の周縁部には、接続管部42が設けられている。接続管部42は、環状壁部22から、上記径方向における外方であって、接続管部28,32の突出方向とは異なる方向へ突出している。接続管部42には、上記第2分岐流路14を有する配管43が接続されている。流出口41から流出された流体FLは、配管43を通って、流体FLの使用先に送られる。
【0034】
図6及び図7に示すように、上記径方向における環状壁部22の内側部分であって、流出口41の周囲には、パッキン収容部44が形成されている。パッキン収容部44は、上記パッキン収容部35と同様の構成を有している。そのため、パッキン収容部44において、パッキン収容部35と同様の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。パッキン収容部44は、次の点において、パッキン収容部35と相違している。
【0035】
・着座面36が流出口41の周りに位置していて、流出口41の中心軸線CL1に対し直交している。
・各内傾斜面37が、流出口41の中心軸線CL1に対し傾斜している。
【0036】
<弁体51>
図3及び図7に示すように、弁体51は、その骨格部分を構成する弁本体部52と、軸部とを備えている。弁本体部52は、全体として、上記軸方向に延びる円柱状をなしており、環状壁部22内に収容されている。弁本体部52は、上記軸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53,54を備えている。両端壁部53,54は、それらの外周部間に設けられた連結部55によって連結されている。連結部55は、弁本体部52における円筒状の外周面56の一部を、自身の外周面として有している。
【0037】
弁本体部52において、両端壁部53,54間であって、連結部55とは異なる箇所は、流入口27と、流出口31,41とを連通させる可動流路57を構成している。可動流路57は、弁本体部52の外周面56であって、連結部55の外周面とは異なる箇所において開口されている。
【0038】
図3及び図4に示すように、軸部は、一対の軸部58,59からなる。軸部58は、端壁部53の中心部から軸方向における一方(図4の下方)へ突出している。軸部59は、端壁部54の中心部から軸方向における他方(図4の上方)へ突出している。
【0039】
図4に示すように、弁体51は、軸部58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59は、閉塞部23の軸受孔26に挿通されている。弁体51は、軸部59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51は、両軸部58,59により、ハウジング15に回転可能に支持されている。
【0040】
上記軸部59は、モータ等のアクチュエータ61に連結されている。弁体51は、軸部59においてアクチュエータ61によって回転される。この回転により、流入口27と流出口31,41との連通状態が切り替えられる。本実施形態では、図4及び図5に示すように、流出口31を閉塞し、かつ流出口41を開放することで、共通流路12と第2分岐流路14とが連通される。図示はしないが、上記とは逆に、流出口41を閉塞し、かつ流出口31を開放することで、共通流路12と第1分岐流路13とが連通される。
【0041】
なお、弁体51は、手動操作によって回転されてもよいし、モータとは異なるアクチュエータによって回転されてもよい。
<一対のパッキン65,66>
図5及び図6に示すように、一方のパッキン65は、上記パッキン収容部35に配置されている。パッキン65は、環状壁部22における流出口31の周縁部と弁本体部52の外周面56との間に位置している。
【0042】
図6及び図7に示すように、パッキン65は、パッキン本体部67、環状の第1シール部71、及び環状の第2シール部(図示略)を備えている。第1シール部71は、特許請求の範囲における「シール部」に該当する。これらのパッキン本体部67、第1シール部71及び第2シール部は、ゴム等の弾性材料によって一体に形成されている。
【0043】
パッキン本体部67は、パッキン65の骨格部分を構成している。パッキン本体部67は、上記径方向を自身の厚み方向とする矩形の板状をなしている。パッキン本体部67は、流出口31に対向する箇所に貫通孔68を有している。貫通孔68は、流出口31と同一の径を有する円形の孔によって構成されている。貫通孔68は、これを上記連結部55によって塞ぐことのできる大きさに形成されている。
【0044】
図6図8に示すように、上記径方向におけるパッキン本体部67の外側の面であって、パッキン収容部35の上記着座面36に対向する面は、その着座面36に平行な平面69によって構成されている。第1シール部71は、パッキン本体部67の上記平面69であって、貫通孔68の周囲から、上記径方向における外方へ突出している。
【0045】
上記径方向におけるパッキン本体部67の外側の面であって、上記周方向における第1シール部71の両側には、一対の外傾斜面72が形成されている。一対の外傾斜面72は、対向する内傾斜面37に沿った状態で、貫通孔68の中心軸線CL2に対し傾斜している。外傾斜面72が、中心軸線CL2に対しなす角度は、内傾斜面37が流出口31の中心軸線CL1に対しなす角度と同一、又は近似している。
【0046】
上記径方向におけるパッキン本体部67の内側の面は、弁本体部52の上記外周面56に沿って凹状に湾曲する湾曲面73によって構成されている。
第2シール部は、パッキン本体部67の上記湾曲面73であって、貫通孔68の周囲から上記径方向における内方へ突出している。ここで、上述したように、上記湾曲面73が、弁本体部52の外周面56に沿って凹状に湾曲していることから、第2シール部も上記外周面56に沿って凹状に湾曲している。
【0047】
図5及び図6に示すように、他方のパッキン66は、上記パッキン収容部44に配置されている。パッキン66は、環状壁部22における流出口41の周縁部と弁本体部52の外周面56との間に位置している。
【0048】
図6及び図7に示すように、パッキン66は、上記パッキン65と同様の構造を有している。そのため、パッキン66において、パッキン65と同様の要素には、同一の符号を付して説明を省略する。なお、第1シール部71は、特許請求の範囲における「シール部」に該当する。パッキン66は、次の点において、パッキン65と相違している。
【0049】
・パッキン本体部67が、流出口41に対向する箇所に貫通孔68を有している。貫通孔68は、流出口41と同一の径を有する円形の孔によって構成されている。
・一対の外傾斜面72が、パッキン収容部44の内傾斜面37に沿った状態で、貫通孔68の中心軸線CL2に対し傾斜している。
【0050】
上述したパッキン収容部35とパッキン65との組み合わせでも、パッキン収容部44とパッキン66との組み合わせでも、両外傾斜面72間の最小間隔は、両内傾斜面37間の最大間隔よりも小さく設定されている。両外傾斜面72間の最大間隔は、両内傾斜面37間の最小間隔よりも大きく設定されている。これは、外傾斜面72の少なくとも一部を内傾斜面37に対向させて、接触させるために必要な条件である。
【0051】
さらに、上記両外傾斜面72間の間隔、及び両内傾斜面37間の間隔は、次の点を考慮して設定されている。
図10に示すように、弁本体部52が環状壁部22に収容される前であって、第1シール部71が圧縮されずに着座面36に接触した状態で、一対の外傾斜面72の少なくとも一方が、対向する内傾斜面37から離間すること。
【0052】
図8に示すように、パッキン65は、パッキン本体部67が弁本体部52と内傾斜面37との間で圧縮された状態で、パッキン収容部35に配置されている。図8中、二点鎖線で示す外傾斜面72は、パッキン本体部67が圧縮される前の外傾斜面72を示している。
【0053】
これに対し、パッキン66は、図7に示すように、パッキン本体部67が弁本体部52と内傾斜面37との間で圧縮された状態で、パッキン収容部44に配置されている。
<軸シール部材75>
図3及び図4に示すように、軸シール部材75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75は、軸部59の周囲であって、同軸部59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75は、環状壁部22内の流体FLが軸部59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。
【0054】
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。
<ロータリバルブ10の組み立てについて>
[パッキン65,66の配置]
ロータリバルブ10の組み立てに際しては、図9に示すように、まずパッキン収容部35にパッキン65が配置され、パッキン収容部44にパッキン66が配置される。
【0055】
この配置に際しては、例えば、各パッキン収容部35,44に対し、軸方向における環状壁部22の開放端24よりも外方となる箇所で、各パッキン65,66が次の姿勢にされる。
【0056】
上記姿勢とは、第1シール部71が上記径方向における外側に位置し、第2シール部が内側に位置する姿勢である。
上記の姿勢で、パッキン65,66が、軸線ALに沿ってパッキン収容部35,44内に挿入される。この挿入は、第1シール部71を圧縮させずに着座面36に接触させた状態で行なわれる。このとき、図10に示すように、パッキン本体部67の一対の外傾斜面72の少なくとも一方が内傾斜面37から離間する。パッキン本体部67は、両内傾斜面37間で圧縮されない。
【0057】
上記挿入の際には、両内傾斜面37の対向する方向に対するパッキン本体部67の動きが両内傾斜面37によって規制される。この規制により、両内傾斜面37が対向する方向における貫通孔68の中心軸線CL2の位置が、両内傾斜面37間の中央に近付けられる。
【0058】
貫通孔68が流出口31,41に対向する位置までパッキン本体部67が挿入されると、図9に示すように、貫通孔68の中心軸線CL2が流出口31,41の中心軸線CL1に近い箇所に位置する。パッキン65の第1シール部71が、着座面36における流出口31の周囲に接触される。パッキン66の第1シール部71が、パッキン収容部44の着座面36における流出口41の周囲に接触される。
【0059】
なお、パッキン65,66は、上記とは別の方法で、パッキン収容部35,44に配置されてもよい。例えば、パッキン65,66は、第1シール部71が着座面36から離間し、かつ外傾斜面72が、対向する内傾斜面37から離間した状態で、一旦環状壁部22内に挿入される。その後、パッキン65,66が上記径方向における外方へ移動される。上記移動の際には、両内傾斜面37の対向する方向へのパッキン本体部67の動きが両内傾斜面37によって規制される。この規制により、両内傾斜面37が対向する方向における貫通孔68の中心軸線CL2の位置が、両内傾斜面37間の中央に近付けられる。
【0060】
そして、上記いずれの方法でも、中心軸線CL2が流出口31,41の中心軸線CL1に近い箇所に位置した状態で、第1シール部71が、流出口31,41の周囲で着座面36に接触される。
【0061】
2つのパッキン65,66を、それぞれ対応するパッキン収容部35,44に配置すると、図9に示す状態となる。この状態では、パッキン65,66毎の第1シール部71が着座面36に対し、圧縮されずに接触している。パッキン65,66毎のパッキン本体部67における一対の外傾斜面72のうち、少なくとも一方が、対向する内傾斜面37から離間している。
【0062】
[弁体51の収容]
パッキン65,66の上記配置とは別に、図3に示す軸部59に軸シール部材75が被せられる。
【0063】
次に、軸受孔26と軸部59とが軸方向に接近するように、ボディ21及び弁体51が軸方向に相対移動させられる。例えば、弁体51がボディ21に近付けられる。これとは逆に、ボディ21が弁体51に近付けられてもよい。また、弁体51及びボディ21の両者が互いに近付く方向へ移動させられてもよい。
【0064】
上記相対移動により、図7に示すように、弁本体部52が環状壁部22内であって、径方向におけるパッキン65,66よりも内方に挿入される。
この際、パッキン65,66に対しては、弁本体部52から上記径方向における外方へ向かう力が作用する。パッキン65の第1シール部71が、弁本体部52によって、パッキン収容部35の着座面36における流出口31の周囲に押し付けられる。パッキン66の第1シール部71が、弁本体部52によって、パッキン収容部44の着座面36における流出口41の周囲に押し付けられる。
【0065】
そして、上記相対移動の過程で、図4に示すように、軸部59が軸受孔26に挿通される。軸シール部材75が軸受孔26に入り込む。
パッキン65,66は、図8において実線で示すように、着座面36と弁本体部52の外周面56との間で圧縮される。なお、図8中、二点鎖線で示される第1シール部71は、パッキン65が圧縮される前の第1シール部71を示している。パッキン65,66には、弁本体部52を押し返す反力が発生する。この反力によって外周面56と着座面36との間がシールされる。
【0066】
また、図7に示すように、外傾斜面72が、対向する内傾斜面37に接触する。内傾斜面37に接触した外傾斜面72は、内傾斜面37に沿って、中心軸線CL2が中心軸線CL1に近づく側へ移動する。この移動により、中心軸線CL2が中心軸線CL1に対し、合致又は接近する。
【0067】
さらに、図8において実線で示すように、パッキン本体部67が弁本体部52と内傾斜面37との間で圧縮される。パッキン65,66には、弁本体部52を押し返す反力が発生する。この反力によって、弁本体部52の外周面56とパッキン65,66の湾曲面73とのシール力が高められる。
【0068】
なお、弁本体部52が環状壁部22に収容された後には、図4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58が軸受穴17に挿入される。弁体51が、軸部58,59により、ハウジング15に回転可能に支持される。
【0069】
<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、弁体51がアクチュエータ61によって、軸部58,59を中心として回転される。
【0070】
図4及び図7は、上記回転により、連結部55が流出口31に対向したときのロータリバルブ10の状態を示している。流出口31がパッキン65を介して連結部55によって閉塞される。パッキン65によって、連結部55の外周面と着座面36との間がシールされる。すなわち、流出口31の周りで環状壁部22及び連結部55の間がシールされる。第1シール部71の内側の領域と外側の領域との間で流体FLが、第1シール部71を経由して行き来することを規制される。また、第2シール部の内側の領域と外側の領域との間で流体FLが、第2シール部を経由して行き来することを規制される。
【0071】
上記回転位相では、図4及び図5に示すように、可動流路57が流出口41に対向し、流出口41が開放される。そのため、共通流路12から流入口27を通って環状壁部22内に流入した流体FLは、可動流路57を流れた後に流出口41を通り、第2分岐流路14へ流出される。流体FLは、流出口31を通過せず、第1分岐流路13へ流出されない。
【0072】
なお、図示はしないが、弁体51の上記回転により、連結部55が流出口41に対向した場合には、流体FLは上記とは逆に流出口31を通り、第1分岐流路13へ流出される。流体FLは、流出口41を通過せず、第2分岐流路14へ流出されない。
【0073】
次に、本実施形態の効果について説明する。
(1)本実施形態では、図7に示すように、パッキン収容部35,44の内側の面であって、周方向における着座面36の両側に一対の内傾斜面37を形成している。パッキン本体部67の外側の面であって、周方向における第1シール部71の両側に、一対の外傾斜面72を形成している。そして、パッキン65,66を弁本体部52と着座面36との間で圧縮させ、かつ外傾斜面72を、対向する内傾斜面37に接触させた状態で、パッキン収容部35,44に配置している。
【0074】
そのため、パッキン65,66を圧入せずに、中心軸線CL2を中心軸線CL1に合致又は接近させた状態でパッキン収容部35,44に配置できる。
これに伴い、次に記載する種々の効果が得られる。
【0075】
(1-1)パッキン65,66をパッキン収容部35,44に配置する際に、従来の配置方法1とは異なり、パッキン本体部67を圧縮させながら圧入しなくてすむ。配置方法1に比べ、パッキン65,66の配置作業がしやすくなる。
【0076】
(1-2)また、パッキン本体部67を圧入しないため、上記配置方法1とは異なり、パッキン65,66が折れ曲がれにくい。折れ曲がらないように、パッキン本体部67をパッキン収容部35,44に注意深く圧入しなくてすむ。その分、配置作業性が向上する。
【0077】
(1-3)本実施形態では、中心軸線CL2が中心軸線CL1に合致又は接近しているため、従来の配置方法2とは異なり、貫通孔68と流出口31,41との境界部分で流路面積の小さな箇所が生じにくい。そのため、流体FLの圧力損失の増大を抑制できる。貫通孔68の径を大きくしなくてすみ、パッキン本体部67の大型化を抑制できる。
【0078】
(2)本実施形態では、図7及び図8に示すように、パッキン本体部67を弁本体部52と内傾斜面37との間で圧縮させた状態で、パッキン65,66をパッキン収容部35,44に配置している。この圧縮により、従来の配置方法2とは異なり、弁本体部52を押し返す反力を内傾斜面37で発生させることができる。内傾斜面37からの反力によって、弁本体部52の外周面56とパッキン65,66の湾曲面73とのシール力を高めることができる。
【0079】
(3)図9及び図10に示すように、弁本体部52が環状壁部22に収容される前に、第1シール部71が圧縮されずに着座面36に接触した状態では、一対の外傾斜面72の少なくとも一方を、対向する内傾斜面37から離間させている。そのため、パッキン65をパッキン収容部35に挿入する作業も、パッキン66をパッキン収容部44に挿入する作業も容易になる。
【0080】
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。
【0081】
<ハウジング15に関する事項>
[環状壁部22]
・環状壁部22が上記実施形態とは異なる筒状に形成されてもよい。例えば、環状壁部22が、四角形とは異なる多角形の筒状に形成されたり、円筒状に形成されたりしてもよい。
【0082】
・環状壁部22は、上記軸方向における両方の端部に開放端24を有してもよい。
[流入口27]
・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、環状壁部22に対し、軸方向に流入する。
【0083】
・複数の流入口がハウジング15に設けられてもよい。
[流出口31,41]
・上記実施形態において、流出口31の中心軸線CL1に対し、流出口41の中心軸線CL1がなす角度が、180°とは異なる角度に変更されてもよい。
【0084】
上記角度の設定によっては、流出口31,41の両者を弁体51によって同時に閉塞させることも可能である。この場合、環状壁部22内の流体FLが、流出口31,41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。
【0085】
また、流出口31の一部と流出口41の一部とが、弁体51によって同時に閉塞されてもよい。この場合、流出口31では、流出口41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てもよい。流出口41では、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てもよい。パッキン65,66の貫通孔68についても同様である。
【0086】
上記の状態では、共通流路12を流れてきた流体FLは、流入口27を通って環状壁部22内に流入する。この流体FLの一部は、可動流路57を流れた後に、パッキン65及び流出口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57を流れた後に、パッキン66及び流出口41の各開放部分を通り、第2分岐流路14へ流出される。
【0087】
ただし、流出口31の開口面積は、同流出口31の全部が開放された場合よりも小さくなる。パッキン65の貫通孔68の開口面積についても同様である。そのため、貫通孔68及び流出口31を通って第1分岐流路13へ流れる流体FLの流量は、貫通孔68の全部が開放され、かつ流出口31の全部が開放されたときよりも少なくなる。パッキン66の貫通孔68及び流出口41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。
【0088】
・上記実施形態において、弁体51の回転位相が変化されることによって、流出口31及び流出口41のそれぞれの開度(開き具合)が調整されてもよい。
・流出口が、環状壁部22の1箇所のみに設けられてもよい。
【0089】
この場合、流出口が1つであるため、流出口が弁本体部52によって閉塞されると、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。
・流出口31,41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。
【0090】
この場合、弁本体部52によって同時に閉塞される流出口31,41の数は1であってもよいし、複数であってもよい。複数の場合、全部の流出口31,41が同時に閉塞されてもよい。
【0091】
[パッキン収容部35,44]
・パッキン収容部35,44における着座面36が、弁本体部52の外周面56に対応して、凹状に湾曲する湾曲面によって構成されてもよい。
【0092】
この場合、径方向におけるパッキン本体部67の外側の面であって、着座面36に対向する面は、着座面36に沿って凸状に湾曲する湾曲面によって構成されてもよい。また、第1シール部71は、着座面36に沿って凸状に湾曲されてもよい。
【0093】
・同一のパッキン収容部35,44において、一対の各内傾斜面37が中心軸線CL1に対しなす角度は、互いに異なっていてもよい。
<弁体51に関する事項>
・弁本体部52の外周面56における可動流路57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。
【0094】
・弁体51における軸部が、軸部58,59の一方によって構成されてもよい。
<パッキン65,66に関する事項>
・パッキンは、流出口31,41と弁本体部52との間に限らず、流入口27と弁本体部52との間に配置されてもよい。流入口27に代え、又は加えて別の流入口が設けられた場合、その流入口についても同様である。
【0095】
流出口31,41と弁本体部52との間に加え、流入口27と弁本体部52との間にパッキンが配置されると、次の効果が得られる。流入口27から流入して流出口31,41から流出する流体FLも、その逆に、流出口31,41から流入して流入口27から流出する流体FLも、パッキンによってシールすることが可能である。表現を変えると、流体FLの双方向の流れでもシール可能である。
【0096】
・パッキン65,66におけるパッキン本体部67の外形形状が、矩形とは異なる形状に変更されてもよい。
・パッキン65,66におけるパッキン本体部67は、板状とは異なる形状に形成されてもよい。
【0097】
・パッキン65,66における貫通孔68が、円形とは異なる形状に形成されてもよい。
・第1シール部71及び第2シール部の少なくとも一方は、貫通孔68の外形形状と異なる環状、例えば、楕円環状、多角環状等に形成されてもよい。
【0098】
・外傾斜面72が、対向する内傾斜面37に対し、僅かであれば傾斜してもよい。
<その他の事項>
・パッキン収容部35にパッキン65が配置され、かつ弁本体部52が環状壁部22に収容される前であって、第1シール部71が圧縮されずに着座面36に接触した状態では、両方の外傾斜面72が、対向する内傾斜面37に接触してもよい。パッキン収容部44とパッキン66との組み合わせについても同様である。
【0099】
・流出口31,41に代えて、又は加えて流入口27が特定開口とされてもよい。この場合、環状壁部22には、特定開口の周りに着座面を有するパッキン収容部が形成され、そのパッキン収容部にパッキンが配置される。
【0100】
・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】
【0101】
10…ロータリバルブ
15…ハウジング
22…環状壁部
24…開放端
27…流入口
31,41…流出口(特定開口)
35,44…パッキン収容部
36…着座面
37…内傾斜面
51…弁体
52…弁本体部
58,59…軸部
65,66…パッキン
67…パッキン本体部
68…貫通孔
71…第1シール部(シール部)
72…外傾斜面
AL…軸線
CL1,CL2…中心軸線
FL…流体
【要約】
【課題】パッキンを圧入せずに、貫通孔の中心軸線を特定開口の中心軸線に合致又は接近させた状態でパッキン収容部に配置する。
【解決手段】弁本体部52の径方向におけるパッキン収容部35,44の内側の面であって、流出口31,41の周りには着座面36が形成される。弁本体部52の周方向における着座面36の両側には、径方向における外方ほど、互いの間隔が小さくなるように流出口31,41の中心軸線CL1に対し傾斜する一対の内傾斜面37が形成される。径方向におけるパッキン本体部67の外側の面であって、周方向における第1シール部71の両側には、上記内傾斜面37に沿った状態で、貫通孔68の中心軸線CL2に対し傾斜する一対の外傾斜面72が形成される。パッキン65,66は、弁本体部52と着座面36との間で圧縮され、かつ外傾斜面72が、対向する内傾斜面37に接触した状態で、パッキン収容部35,44に配置される。
【選択図】図7
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15