JP4774968B2

JP4774968B2 - 流路制御弁

Info

Publication number: JP4774968B2
Application number: JP2005356997A
Authority: JP
Inventors: 範行北地; 一雅六嶋; 良泰伊藤; 尚紀柴田; 重行山口; 仁史北村; 康成前田; 貴也丹生
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: JP2007162761A

Description

本発明は、流路制御弁に関するものである。

従来から、流路制御弁１には、図１０のように、内部に流体を流入させる流体入口２ｂを有した筒状の可動側弁体２の外周壁２ａに流体出口となる可動側開口４を形成し、内部中空部３ｂを有した固定側弁体３の内周壁３ａに複数の固定側開口５を形成し、可動側弁体２を固定側弁体３の内部中空部３ｂに回転自在に内装して可動側弁体２をその筒軸廻りに回転させて可動側開口４を選択的に固定側開口５に連通させるようにして構成されたものが知られている。一般的に、このような流路制御弁１では、固定側弁体３の内径と可動側弁体２の外径とが略同径に形成されているため、固定側弁体３の内部中空部３ｂで行われる可動側弁体２の回転動作が摩擦抵抗によってスムーズに行えないという問題がある。そこで、たとえば特許文献１では、可動側弁体２の外径を固定側弁体３の内径より小さく形成して可動側弁体２の外周壁２ａと固定側弁体３の内周壁３ａとの間に摩擦低減用の隙間を形成することが行われているが、これでは、連通させた可動側開口４と固定側開口５との間から上記隙間によって水漏れが生じてしまうと共に回転する可動側弁体２が固定側弁体３の内部中空部３ｂ内でがたついてしまうものであった。すなわち、現状では、連通させた可動側開口４と固定側開口５との間から水漏れを生じさせずに、固定側弁体３との摩擦抵抗を減少させて可動側弁体２の回転動作をがたつき無くスムーズに行わせ得る流路制御弁１が存在せず、このような流路制御弁１が切望されるものであった。
特願２００１−９０８５１号公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて為したものであって、連通させた可動側開口と固定側開口との間から水漏れを生じさせることなく、可動側弁体の回転動作をがたつき無くスムーズに行わせ得る流路制御弁を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の請求項１に係る流路制御弁は、内部に流体を流入させる流体入口２ｂを有した筒状の可動側弁体２の外周壁２ａに流体出口となる可動側開口４を形成し、内部中空部３ｂを有した固定側弁体３の内周壁３ａに複数の固定側開口５を形成し、可動側弁体２を固定側弁体３の内部中空部３ｂに回転自在に内装して可動側弁体２をその筒軸廻りに回転させて可動側開口４を選択的に固定側開口５に連通させるようにした流路制御弁１であって、可動側弁体２の筒軸方向の中央部に固定側弁体３の内周壁３ａに接する径大部６を筒軸廻りに亙って設け、可動側弁体２の筒軸方向の両端部に固定側弁体３の内周壁３ａとの間に摩擦低減用の隙間Ｓを形成する径小部７を設け、上記可動側弁体２の径大部６に可動側開口４を形成し、可動側弁体２の径大部６に筒軸方向に亙るゴミ抜き用の溝８を可動側開口４に連通させないように形成したことを特徴とする。

これによると、可動側弁体２の外周壁２ａと固定側弁体３の内周壁３ａとの間に摩擦低減用の隙間Ｓを設けたので、固定側弁体３との摩擦抵抗が減少されて可動側弁体２の回転動作をスムーズに行うことができる。また、可動側弁体２に設けた固定側弁体３の内周壁３ａに接する径大部６に可動側開口４を形成したので、可動側開口４が周囲から径大部６で囲まれることとなり、連通させた可動側開口４と固定側開口５との間からの水漏れを防止できる。また、径大部６は可動側弁体２の筒軸廻りに亙って設けられているので、可動側弁体２は固定側弁体３の内部中空部３ｂ内でがたつき無く筒軸廻りに回転することができる。また、可動側弁体２は径大部６を可動側弁体２の筒軸方向の中央部に設けると共に径小部７を可動側弁体２の筒軸方向の両端部に設けて形成されているので、径大部６と同外径に形成した可動側弁体２の中間製造物においてその筒軸方向の両端の外周壁２ａを削ることで上記径大部６及び径小部７を有した可動側弁体２を得ることができ、つまり製造性良く可動側弁体２を得ることができる。さらに可動側弁体２の径大部６の外面と固定側弁体３の内周壁３ａとの間にゴミが入ってしまっても、径大部６に筒軸方向に亙って形成したゴミ抜き用の溝８によって上記ゴミを抜くことができるから、可動側弁体２のスムーズな回動動作を確保することができる。

本発明は、連通させた可動側開口と固定側開口との間から水漏れを生じさせず、且つ、可動側弁体の回転動作をがたつき無くスムーズに行わせ得るといった利点を有する。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。

図１乃至図６に本発明の実施の形態の例を示す。図１乃至４のように、流路制御弁１は、内部に流体を流入させる流体入口２ｂを有した筒状の可動側弁体２の外周壁２ａに流体出口となる可動側開口４を形成し、内部中空部３ｂを有した固定側弁体３の内周壁３ａに複数の固定側開口５を形成し、可動側弁体２を固定側弁体３の内部中空部３ｂに回転自在に内装して可動側弁体２をその筒軸廻りに回転させて可動側開口４を選択的に固定側開口５に連通させるように構成されている。なお以下、図中矢印Ａ方向を可動側弁体２の筒軸方向と称し、図中矢印Ｂ方向を可動側弁体２の筒軸廻り方向と称して説明する。可動側弁体２は筒軸方向の一端部に軸部１１を連設し、固定側弁体３の一端部に取り付けたモータケース１２に内装したモータ１３に上記軸部１１を連結して、モータ１３の回転駆動で可動側弁体２が筒軸廻りに回動可能にされている。ここで、モータ１３はモータケース本体１２ａ内に収納して蓋１２ｂをすることでモータケース１２に内装されている。また、筒状の可動側弁体２は可動側弁体２の筒軸方向の他端部に開口し、この開口が流体入口２ｂとされている。また、可動側弁体２を収納した固定側弁体３の内部中空部３ｂは、固定側弁体３の他端部に取り付けた可動弁体抑え１４で蓋をされるのであり、可動側弁体２の流体入口２ｂは可動弁体抑え１４に備えた給水側流路１５に連通されている。また、固定側弁体３に設ける固定側開口５は筒軸方向の同位置において筒軸廻りに３つ並んで設けられている。詳しくは、一対の固定側開口５ａが隣接配置されており、他の固定側開口５ｂが上記一対の固定側開口５ａと離れて配置されている。

詳しくは、本例の可動側弁体２は、その筒軸方向の中央部に固定側弁体３の内周壁３ａに接する径大部６が筒軸廻りに亙って設けられ、また筒軸方向の両端部に固定側弁体３の内周壁３ａとの間に摩擦低減用の隙間Ｓを形成する径小部７が設けられている。なお、上記隙間Ｓの隙間幅は０．３〜０．７ｍｍが望ましい。そして、上記可動側弁体２の径大部６に可動側開口４が形成されている。つまり、本例の流路制御弁１は、可動側弁体２の外周壁２ａと固定側弁体３の内周壁３ａとの間に摩擦低減用の隙間Ｓが設けられているので、固定側弁体３との摩擦抵抗が減少されて可動側弁体２の回転動作をスムーズに行うことが可能にされている。また、可動側弁体２に設けた固定側弁体３の内周壁３ａに接する径大部６に可動側開口４が形成されているので、可動側開口４が周囲から径大部６で囲まれることとなり、連通させた可動側開口４と固定側開口５との間からの水漏れが防止可能にされている。また、径大部６は可動側弁体２の筒軸廻りに亙って設けられているので、可動側弁体２は固定側弁体３の内部中空部３ｂ内でがたつき無く筒軸廻りに回転することが可能にされている。また、可動側弁体２は径大部６を可動側弁体２の筒軸方向の中央部に設けると共に径小部７を可動側弁体２の筒軸方向の両端部に設けて形成されているので、径大部６と同外径に形成した可動側弁体２の中間製造物においてその筒軸方向の両端の外周壁２ａを削ることで上記径大部６及び径小部７を有した可動側弁体２を得ることができ、つまり製造性良く可動側弁体２を得ることができる利点も有している。

また、上記径大部６には筒軸方向に亙るゴミ抜き用の溝８が可動側開口４に連通されないように形成されている。可動側弁体２の径大部６の外面と固定側弁体３の内周壁３ａとの間には、厳密には可動側弁体２が回転するための微小隙間があるが、この微小隙間にゴミが入ってしまっても、径大部６に筒軸方向に亙って形成したゴミ抜き用の溝８によって上記ゴミを抜くことができるから、可動側弁体２のスムーズな回動動作を確保することが可能にされている。ここで、ゴミ抜き用の溝８は平面視でＶ字状に形成されており、つまり、径大部６における筒軸方向の中央部を境にして筒軸廻りの一方向に傾斜する傾斜部８ａがそれぞれ形成されている。したがって、上記可動側弁体２の径大部６の外面と固定側弁体３の内周壁３ａとの間に入ったゴミは、可動側弁体２がその筒軸廻りに回転した際に、溝の傾斜部に沿って可動側弁体２の筒軸方向の両側にある摩擦低減用の隙間Ｓにすみやかに排出可能にされているのである。

上記構成の流路制御弁１は、たとえば図５のようにジェットバス装置１６などの浴槽装置に用いることができる。このジェットバス装置１６は、浴槽１７に設けた吸込口１８から吐出口１９に至る循環経路２０を有し、この循環経路２０に配置したポンプ２１によって吸込口１８から浴水を吸い込むと共に、循環経路２０に設けたエア供給部によって上記吸い込んだ浴水にエアを含ませ、吐出口１９から上記吸い込んだ浴水をエアと共に浴槽１７に吐出する装置である。ジェットバス装置１６は吐出口１９から吐出した浴水を浴槽１７に入浴した入浴者Ｎに当てることで入浴者Ｎにマッサージを施すことが可能であり、図５のジェットバス装置１６では、吐出口１９が入浴者Ｎの身体に沿うように浴槽１７の複数箇所に設けられ、循環経路２０がポンプ２１の下流で２股に分岐させられ、この分岐した循環経路２０にそれぞれ本例の流路制御弁１が設けられ、各流路制御弁１にて更に循環経路２０を分岐させて各吐出口１９に至らしめている。ここで、流路制御弁１は、可動側弁体２の流体入口２ｂがポンプ２１から至る循環経路２０に連通され、隣接配置された一対の固定側開口５ａが一の吐出口１９に連通され、上記一対の固定側開口５ａと離れた他の固定側開口５ｂが他の吐出口１９に連通されている。詳しくは、吐出口１９は、浴水を入浴者Ｎの足裏に当てる足裏用吐出口１９ａ、浴水を入浴者Ｎの下腿部に当てる下腿用吐出口１９ｂ、浴水を入浴者Ｎの大腿部に当てる大腿用吐出口１９ｃ、浴水を入浴者Ｎの背中に当てる背中用吐出口１９ｄで構成されており、一の流路制御弁１ａは一対の固定側開口５ａが足裏用吐出口１９ａに連通されると共に他の固定側開口５ｂが下腿用吐出口１９ｂに連通され、他の流路制御弁１ｂは一対の固定側開口５ａが背中用吐出口１９ｄに連通されると共に他の固定側開口５ｂが大腿用吐出口１９ｃに連通されている。一対の固定側開口５ａが連通する足裏用吐出口１９ａや背中用吐出口１９ｄには、一対の固定側開口５ａに流れる各浴水をクロスして吐出させるノズル２３が配置されている。各流路制御弁１やポンプ２１は制御部２４によって運転制御されるようになっている。

ここで、流路制御弁１において可動側弁体２をモータ１３によってその筒軸廻りに回転駆動させると、可動側開口４が３つの固定側開口５に順次に連通するようになる。このとき、一対の固定側開口５ａは隣接配置されたものであるから、回転移動する可動側開口４は、一対の固定側開口５ａのうち一方の固定側開口５にのみ連通する状態、一対の固定側開口５ａの両方に連通する状態、一対の固定側開口５ａのうち他方の固定側開口５にのみ連通する状態が連続して順次生じるようにされている。可動側開口４が一対の固定側開口５ａのうち一方の固定側開口５にのみ連通する状態ではノズル２３から矢印ａの方向に浴水が吐出されるようになり、可動側開口４が一対の固定側開口５ａの両方に連通する状態ではノズル２３から吐出した各浴水同士が衝突してその結果矢印ｂの方向に浴水が吐出されるようになり、可動側開口４が一対の固定側開口５ａのうち他方の固定側開口５にのみ連通する状態ではノズル２３から矢印ｃの方向に浴水が吐出されるようになる。すなわち、上記一対の固定側開口５ａが連通する吐出口（足裏用吐出口９ａや背中用吐出口９ｄ）では浴水がスイングして吐出可能にされているのである（矢印ｄ参照）。

このように本例の流路制御弁１をジェットバス装置１６のような浴槽装置に用いたことによると以下の利点を備えることができる。つまり、流路制御弁１では叙述したように連通状態にある固定側開口５と可動側開口４との間で水漏れが生じないため、各吐出口からの浴水の吐出をロス無く行わせることができる。また、流路制御弁１では叙述したように可動側弁体２ががたつき無く回転できると共に回転する可動側弁体２と固定側弁体３との摩擦が低減されているため、モータ１３の小型化を図ることができ、浴槽１７とエプロンとの間の比較的狭い部分に配設しなければならないジェットバス装置１６の省スペース化に資することができる。更に言うと、流路制御弁１には入浴者Ｎの皮脂等のゴミを含む浴水が流れるのであって、流路制御弁１は可動側弁体２の径大部６の外面と固定側弁体３の内周壁３ａとの間に上記ゴミが入り込む可能性が高い悪条件下での使用となっているが、径大部６に設けた溝８によって上記ゴミを可動側弁体２の径大部６の外面と固定側弁体３の内周壁３ａとの間から排除することができるのであり、つまり流路制御弁１では上記ゴミによる故障の発生が抑制されジェットバス装置１６の耐久性の向上に資することができる。

図７乃至図９には本発明の実施の形態の他例を示す。本例の流路制御弁１は先例の流路制御弁１の一部を変更した例であるから、先例の流路制御弁１と共通する部分については同符号を付して説明を省き、上記変更点を中心に説明していく。

本例の流路制御弁１は、図６乃至図８のように、可動側弁体２の外径が固定側弁体３の内径より小さく形成してある。可動側弁体２の外周壁２ａには固定側弁体３の内周壁３ａに接する突リブ部９が設けられている。この突リブ部９は、可動側弁体２の筒軸方向に長尺に形成して可動側弁体２の筒軸廻りに複数条設けた横リブ９ａと、可動側弁体２の筒軸廻りに長尺に形成して可動側弁体２の筒軸方向に複数条設けた縦リブ９ｂとで構成されている。横リブ９ａと縦リブ９ｂとで囲んだ可動側弁体２の外周壁２ａに可動側開口４が形成されている。詳しくは、可動側弁体２の外径が固定側弁体３の内径より小さく形成したことで、図８のように、可動側弁体２の外周壁２ａと固定側弁体３の内周壁３ａとの間に摩擦低減用の隙間Ｓが形成されている。また、複数の横リブ９ａは可動側弁体２の外周壁２ａにおける筒軸廻りに略対称な位置からそれぞれ突設されている。本例の横リブ９ａは可動側弁体２の外周壁２ａに筒軸方向の全長に亙るように形成され、可動側弁体２の外周壁２ａにおいて筒軸廻りに略９０度ずつずらした位置に設けられている。また、複数の縦リブ９ｂは本例では可動側弁体２の外周壁２ａの全周に亙るように形成され、可動側開口４を間に挟むように可動側弁体２の筒軸方向の２箇所の位置に設けられている。なお、横リブ９ａ及び縦リブ９ｂの幅は１〜２ｍｍ程度が望ましい。これら各横リブ９ａと各縦リブ９ｂとは略垂直に交差して格子状の突リブ部９を形成している。つまり、固定側弁体３の内部中空部３ｂに可動側弁体２を配置すると、固定側弁体３の内周壁３ａと可動側弁体２の外周壁２ａとの間に突リブ部９で区分けされた隙間空間が形成されるのである。そして、可動側開口４は少なくとも横リブ９ａと縦リブ９ｂとで隙間無く囲まれた（つまり密閉された隙間空間に臨む）可動側弁体２の外周壁２ａの部位に形成されている。

この流路制御弁１によると、可動側弁体２の外径を固定側弁体３の内径より小さく形成したので、可動側弁体２と外周壁２ａと固定側弁体３の内周壁３ａとの間には摩擦低減用の隙間Ｓ（すなわち上記隙間空間）が形成されることとなり、固定側弁体３との摩擦抵抗が減少されて可動側弁体２の回転動作をスムーズに行うことが可能にされている。また、可動側弁体２に設けた固定側弁体３の内周壁３ａに接する突リブ部９の縦リブ９ｂと横リブ９ａにて可動側開口４が囲まれて形成されているので、連通させた可動側開口４と固定側開口５との間からの水漏れが防止可能にされている。また、突リブ部９は可動側弁体２の筒軸方向に長尺に形成して可動側弁体２の筒軸廻りに複数条設けた横リブ９ａを有するので、可動側弁体２は固定側弁体３の内部中空部３ｂ内でがたつき無く筒軸廻りに回転することが可能にされている。また、突リブ部９は可動側弁体２の筒軸廻りに長尺に形成して可動側弁体２の筒軸方向に複数条設けた縦リブ９ｂを有するので、可動側弁体２はその筒軸方向に亙って固定側弁体３の内周壁３ａに接触することとなり、つまり、可動側弁体２の固定側弁体３の内周壁３ａへの筒軸方向における接触バランスも良好になるから、可動側弁体２の固定側弁体３の内部中空部３ｂ内でのがたつきをより抑制することが可能にされている。更に言うと、先例の流路制御弁１では、可動側弁体２の外周壁２ａの全周に亙って可動側開口４の幅よりも大きな幅の帯状に形成した径大部６が固定側弁体３の内周壁３ａに接するものであったが、本例の流路制御弁１では、可動側弁体２の外周壁２ａに設けた格子状の突リブ部９が固定側弁体３の内周壁３ａに接するものとしたので、本例では先例に比べて回転する可動側弁体２の外面と固定側弁体３の内面との接触面積を少なくできて、可動側弁体２の回転動作を更にスムーズに行わせることができたものであると共に、接する可動側弁体２の外面と固定側弁体３の内面との間にゴミが侵入する恐れも低減されている。

図９には本発明の実施の形態の更に他例を示す。本例の流路制御弁１は、可動側弁体２の外径を固定側弁体３の内径より小さく形成してある。固定側弁体３の内周壁３ａに可動側弁体２の外周壁２ａに接する突部１０を全周に設けるかまたは周方向に複数隔設してある。そして、この突部１０で固定側開口５の周囲を囲繞してある。詳しくは、本例の突部１０は、固定側弁体３の内周壁３ａの中心軸（可動側弁体２の筒軸と同軸）方向に延びる長尺のリブ状に形成してあり、固定側弁体３の内周壁３ａにおいてその中心軸廻りに略対称な位置（具体的には中心軸廻りに略９０度ずつずらした位置）に複数隔設してある。そして、各突部１０の間には固定側開口５が一つずつ位置されており、突部１０で各固定側開口５がそれぞれ隔てられている。つまり、固定側弁体３の内部中空部３ｂに可動側弁体２を配置すると、固定側弁体３の内周壁３ａと可動側弁体２の外周壁２ａとの間に突部１０で区分けされた隙間空間が形成されるのである。

この流路制御弁１によると、可動側弁体２の外径を固定側弁体３の内径より小さく形成したので、可動側弁体２の外周壁２ａと固定側弁体３の内周壁３ａとの間には摩擦低減用の隙間Ｓ（すなわち上記隙間空間）が形成されることとなり、固定側弁体３との摩擦抵抗が減少されて可動側弁体２の回転動作をスムーズに行うことが可能にされている。また、固定側弁体３の内周壁３ａに設けた可動側弁体２の外周壁２ａに接する突部１０で固定側開口５の周囲を囲繞したので、連通させた可動側開口４と固定側開口５との間からの水漏れが防止されている。また、突部１０は固定側弁体３の内周壁３ａの周方向に複数隔設しているので、可動側弁体２は固定側弁体３の内部中空部３ｂ内でがたつき無く筒軸廻りに回転することが可能にされている。なお、本例の突部１０は、先例の横リブ９ａのように、固定側弁体３の内周壁３ａの中心軸（可動側弁体２の筒軸と同軸）方向に延びる長尺のリブ状（リブ幅は１〜２ｍｍ程度にしてある）であって、固定側弁体３の内周壁３ａにおいてその中心軸廻りに略対称な位置に複数隔設してあるが、この横リブ９ａ状の突部１０に先例の縦リブ９ｂのように固定側弁体３の内周壁３ａの全周に亙って設けた突部１０を加えて格子状の突部１０を形成してもよく、この場合、回転する可動側弁体２は周方向に亙って固定側弁体３の内周壁３ａに接することができるから、固定側弁体３の内部中空部３ｂで可動側弁体２を更にがたつき無く筒軸廻りに回転させることが可能になる。

本発明の実施の形態の例の流路制御弁における可動側弁体であって、（ａ）は可動側弁体を筒軸廻りのある角度から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図であり、（ｃ）は可動側弁体を筒軸廻りの他の角度から見た正面図である。（ａ）は同上の可動側弁体を筒軸廻りのある角度から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。（ａ）は同上の流路制御弁の全体斜視図であり、（ｂ）は流路制御弁の分解斜視図である。同上の流路制御弁の要部の断面図である。同上の流路制御弁の使用形態の例を示す概略構成図である。本発明の実施の形態の他例の流路制御弁における可動側弁体であって、（ａ）は可動側弁体を筒軸廻りのある角度から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。（ａ）は同上の可動側弁体を筒軸廻りのある角度から見た正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＧ−Ｇ線断面図であり、（ｄ）は（ａ）のＨ−Ｈ線断面図である。同上の流路制御弁の要部の断面図である。本発明の実施の形態の更に他例の流路制御弁の要部の断面図である。従来技術を説明する断面図である。

符号の説明

１流路制御弁
２可動側弁体
２ａ外周壁
２ｂ流体入口
３固定側弁体
３ａ内周壁
３ｂ内部中空部
４可動側開口
５固定側開口
６径大部
７径小部
８ゴミ抜き用の溝
９突リブ部
９ａ横リブ
９ｂ縦リブ
１０突部

Claims

内部に流体を流入させる流体入口を有した筒状の可動側弁体の外周壁に流体出口となる可動側開口を形成し、内部中空部を有した固定側弁体の内周壁に複数の固定側開口を形成し、可動側弁体を固定側弁体の内部中空部に回転自在に内装して可動側弁体をその筒軸廻りに回転させて可動側開口を選択的に固定側開口に連通させるようにした流路制御弁であって、
可動側弁体の筒軸方向の中央部に固定側弁体の内周壁に接する径大部を筒軸廻りに亙って設け、可動側弁体の筒軸方向の両端部に固定側弁体の内周壁との間に摩擦低減用の隙間を形成する径小部を設け、上記可動側弁体の径大部に可動側開口を形成し、可動側弁体の径大部に筒軸方向に亙るゴミ抜き用の溝を可動側開口に連通させないように形成したことを特徴とする流路制御弁。