JP4895360B2

JP4895360B2 - 切替弁

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Publication number: JP4895360B2
Application number: JP2006151623A
Authority: JP
Inventors: 央欣目瀬; 純次佐藤
Original assignee: Fujikin Inc
Current assignee: Fujikin Inc
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2012-03-14
Anticipated expiration: 2026-05-31
Also published as: JP2007321843A

Description

本発明は、流体の流路を切り替える切替弁に関し、特に、流入口と複数の流出口とが形成されたハウジングと、当該ハウジング内に設けられた弁体とを備え、弁体の周面に流通溝が形成されている切替弁に関する。

ハウジングと、ハウジング内に回動可能に設けられた弁体とを備えた切替弁として、例えば、特許文献１に記載の切替弁が知られている。特許文献１に記載の切替弁は、１つの流入口と複数の流出口とを有した空間が内部に形成されたハウジングと、ハウジング内部に設けられた弁体とを有する。かかる弁体の回転軸芯部には、内部を貫通する貫通孔が形成されている。かかる貫通孔の一方側は、ハウジングの流入口と連通し、他方側は、ハウジングに形成された各流出口と連通可能となっている。
かかる切替弁においては、流体は、ハウジングの流入口から弁体の貫通孔を通って、弁体の回動によって貫通孔と連通された流出口から流出する。

ところで、切替弁は、様々な用途に利用され、用途によっては、いわゆるマイクロバルブのような超小型の切替弁として使用されることがある。超小型の切替弁においては、ハウジング内に設けられる弁体は、直径が１０ｍｍ〜５ｍｍ程度である。このようなサイズの弁体を有する切替弁の構造として、特許文献１のような、弁体の回転軸芯部に貫通した貫通孔を形成することは、非常に困難である。

また、従来、特許文献２のような流量調整弁が知られている。該流量調整弁は、コックを収容する収容部が形成されたホルダーと、このホルダーの収容部に回動可能に設けられたコックと、コックの上下に嵌められた一対のＯリングと、を備えている。この流量調整弁のホルダーの収容部には、流入口と流出口とが開口されており、また、コックのホルダーと接する面（外周面）には、周方向に漸次縮径する挟搾溝が形成されている。
かかる流量調整弁は、上下一対のＯリングによってコックがホルダーに対して気密状に保たれ、コックの回動により、流入口と流出口の間が挟搾溝を介して連通すると、挟搾溝を通って流体が流入口から流出口に流出する。

上記流量調整弁のコックのように、部材の外周面に溝を形成することは、特許文献１のように弁体に貫通孔を形成することに比べてその加工が容易である。
従って、上記流量調整弁の技術を切替弁に適用し、切替弁の弁体の、ハウジングと接する面に溝を形成し、ハウジングの内周面と弁体の外周面の間に流体を流す流通溝を形成することが考えられる。
特開平９−１１９５３２号公報特開昭６４−１２１７９号公報

しかしながら、弁体の周面に流通溝を形成した場合、流通溝が形成されていない部分（弁体の周面とハウジングの周面の間の僅かな隙間）に、流体が侵入することがある。上記流量調整弁は、上下一対のＯリングによって弁体とハウジングの隙間へ侵入する流体が外部へ漏れることを防止している。しかし、切替弁の場合には、２以上の流出口を有するので、所定の流出口に一の流体Ａを流している際に、該一の流体Ａが、ハウジングと弁体の隙間に侵入し、この流体Ａが、上下のＯパッキンの隙間に溜まることがある。そして、他の流体Ｂを流すべく、弁体を他の流出口に切り替えた際、パッキンの隙間に溜まった切り替え前の一の流体Ａが、他の流体Ｂに混じって他の流出口へ流れ込む虞れがある。

本発明は、容易に作製でき、他の流出口に切り替え前の流体が混じる虞のない切替弁を提供することを課題とする。

本発明は、回動可能な弁体を収容する収容部が形成されたハウジングと、このハウジングの収容部の周面に接する曲面部が形成された弁体と、ハウジングの収容部の周面に開口された流入口と、ハウジングの収容部の周面に開口された第１流出口及び第２流出口と、弁体の曲面部に設けられた流通溝と、を有し、弁体を第１位置へ回転させることにより、流入口から流通溝を経由して第１流出口に流体を流すことができ、且つ、弁体を第２位置へ回転させることにより、流入口から流通溝を経由して第２流出口に流体を流すことができる切替弁であって、収容部の周面に弾性変形しつつ接する無端状の突起部が形成されたゴム弾性部材が、前記弁体の曲面部に設けられ、前記流通溝が、ゴム弾性部材の無端状突起部で囲われた領域に形成されており、前記弁体を第１位置に回転させた際、第２流出口の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部によって第２流出口を封止する第２封止部、又は、前記弁体を第２位置に回転させた際、第１流出口の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部によって第１流出口を封止する第１封止部、の少なくとも何れか一方が、前記ゴム弾性部材から一体的に延出されていることを特徴とする切替弁を提供する。

本発明の切替弁は、回動可能な弁体を収容する収容部が形成されたハウジングと、このハウジングの収容部の周面に接する曲面部が形成された弁体とを有し、かかる弁体の曲面部に流通溝が設けられる。
ハウジングの収容部の周面には、流入口が開口されており、流入口からの流体は、流通溝に流れ込む構成とされている。
また、ハウジングの収容部の周面には、第１流出口及び第２流出口とが開口されている。そして、弁体を第１位置へ回転させることにより、流通溝を介して、流入口と第１流出口とが連通し、流入口から入る流体を第１流出口に流すことができる。また、弁体を第２位置へ回転させることにより、流通溝を介して、流入口と第２流出口とが連通し、流入口からの流体を第２流出口に流すことができる。

かかる切替弁は、収容部の周面に弾性変形しつつ接する無端状の突起部が形成されたゴム弾性部材が、前記弁体の曲面部に設けられ、前記流通溝が、ゴム弾性部材の無端状突起部で囲われた領域に形成されている。従って、弁体に設けられたゴム弾性部材の無端状突起部が、収容部の周面に接して弁体と収容部を気密状に保つ。弁体の周面の流通溝は、この無端状突起部で囲われた領域に形成されているため、流体は流通溝だけを通過し、流体が弁体の周面とハウジングの収容部の間に侵入する虞がない。従って、例えば、弁体を第１位置に位置させて第１流出口から一の流体Ａを流出させた後、弁体を第２位置に切り替えて第２流出口へ他の流体Ｂを流す際に、他の流体Ｂと一の流体Ａが混じることを防止できる。
また、上記切替弁は、弁体の曲面部に設けられたゴム弾性部材によって流通溝が形成されているので、従来の切替弁のように、弁体の回転軸芯部を貫通する等の複雑な加工を施す必要がないため、容易に作製することができる。
さらに、本発明の切替弁は、前記弁体を第１位置に回転させた際、第２流出口の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部によって第２流出口を封止する第２封止部、又は、前記弁体を第２位置に回転させた際、第１流出口の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部によって第１流出口を封止する第１封止部、の少なくとも何れか一方が、前記ゴム弾性部材から一体的に延出されている。
例えば、弁体を第１位置に回転させた際、流出口と第２流出口は流通溝を介して連通しないので、一般に、第２流出口には流体が流れ込まない。しかし、第２流出口側に大気圧以上の圧力が掛かっていると、第２流出口側から弁体側へ流体が逆流する場合がある。この点、上記のように、第１流出口又は第２流出口を封止する第１封止部又は第２封止部をゴム弾性部材に設けることにより、逆流した流体が、ハウジングと弁体の間に侵入することを防止することができる。

また、本発明の好ましい態様では、前記ゴム弾性部材が、弁体に対して着脱可能に取り付けられている上記切替弁が好ましい。

このように、着脱可能に取り付けられる構成とすると、流体の性質や送圧等に応じて、材質、形状等が異なるゴム弾性部材に交換することができる。また、経時的に部品劣化した場合、弁体全体を交換しなくても、ゴム弾性部材のみを交換することができ、メンテナンスを容易に行うことができる。

また、前記第１封止部及び第２封止部の突起部は、前記ゴム弾性部材の無端状突起部より低く形成することが好ましい。

このように、第１封止部及び第２封止部の突起部を前記ゴム弾性部材の無端状突起部より低く形成すると、第１封止部及び第２封止部の突起部の収容部の周面に対する接触圧は、前記ゴム弾性部材の無端状突起部よりも小さくなる。もっとも、逆流する流体の圧力は、流入口から流入する流体の圧力よりも高くなることは想定し難く、よって、接触圧が低くても、該逆流を十分に防ぐことができる。
このように、第１封止部及び第２封止部の接触圧が小さくすることにより、弁体を回動させる際に発生するハウジングと弁体との摩擦力が低くなり、弁体を容易に回動させることができる。また、ゴム弾性部材の摩耗を抑えることができる。

本発明は、従来の切替弁に比して、容易に作製でき、異なる流体を流した際に、切り替え前の流体が、切り替え後の流体に混じらない切替弁を提供することができる。

以下、本発明について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
尚、本発明の切替弁は、サイズは限定されるものでないが、本実施形態では、サイズが、（２５ｍｍ×１５ｍｍ×２０ｍｍ）〜（１５ｍｍ×８ｍｍ×１０ｍｍ）程度の所謂マイクロ弁に適応した場合について説明する。

図１及び図２に示すように、本実施形態の切替弁１は、回動可能な弁体２０を収容する収容部が形成されたハウジング１０と、このハウジング１０の収容部の周面１１ａに接する曲面部２１が形成された弁体２０と、ハウジング１０の収容部の周面１１ａに開口された流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０と、弁体２０の曲面部２１に設けられた流通溝６０と、を有している。

ハウジング１０は、図３に示すように、平面視矩形状に形成されており、中央に、円柱状の収容部１１が形成されている。かかる収容部１１の直径は、例えば、１０ｍｍ〜５ｍｍとすることができる。また、ハウジング１０の寸法は、例えば、縦Ｌ（図３参照）１０ｍｍ〜１５ｍｍ、横Ｗ（図３参照）１０ｍｍ〜１５ｍｍとすることができる。
かかるハウジング１０は、外周部を形成する外周部材１２と、内周部を形成する内周部材１３とで構成され、外周部材１３と内周部材１２は、取り外すことができる。

外周部材１２は、平面視矩形状に形成され、内部に、内周部材１３を収容するための平面視矩形状の開口が形成されている。外周部材１２は、開口側から外側に貫通するねじ孔１２ａ〜１２ｃが前記開口の中心を基準にして３方向に形成されている。

この３つのねじ孔１２ａ〜１２ｃのうち、両外側に設けられる２つのねじ孔１２ａ、１２ｃは、貫通方向が同一方向であり、残りの１つのねじ孔１２ｂの貫通方向は、これらのねじ孔１２ａ、１２ｃの貫通方向に対して９０度とされている。貫通方向が同一のねじ孔１２ａ、１２ｃは、貫通軸が一直線状に形成されている。
また、貫通方向が同一のねじ孔１２ａ、１２ｃは、ねじ孔１２ｂ寄りに形成されている。一方、ねじ孔１２ｂは、ねじ孔１２ａ、１２ｃが形成された位置に対して等間隔であって、外周部材１２の中央部分に形成されている。
また、外周部材１２は、図２に示すように、一定の高さを有しており、各ねじ孔１２ａ〜１２ｃは、同じ高さ位置に形成されている。

内周部材１３は、図３に示すように、平面視矩形状に形成され、内部に、収容部１１が形成されている。内周部材１３は、外周部材１２の内側に外周端面が接するように、外周部材１２の開口に収容されている。内周部材１３は、収容部１１側から外側（外周部材１２側）に貫通する細孔１３ａ〜１３ｃが収容部１１の中心を基準に３方向に形成されている。

細孔１３ａ〜１３ｃは、ねじ孔１２ａ〜１２ｃよりも径が小さい本体部分Ｂと、本体部分Ｂよりも径が小さい収容部１１側に形成された内端部分Ａと、外周部材１２側に向けてテーパ状に拡がって形成された外端部分Ｃと、を有している。本体部分Ｂの直径は、例えば、０．５ｍｍ〜２ｍｍとすることができ、内端部分Ａの直径は、例えば、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。

各細孔１３ａ〜１３ｃは、外周部材１２を内周部材１３に取り付けた際に、外周部材１３の各ねじ孔１２ａ〜１２ｃに対応する位置に形成されている。
具体的には、各細孔１３ａ〜１３ｃは、内周部材１３が外周部材１２の開口に収容された状態において、外周部材１２に形成された各ねじ孔１２ａ〜１２ｃと中心が一致し、且つ、各ねじ孔１２ａ〜１２ｃとそれぞれ連通して一つの直線状の孔を形成している。
なお、以下では、ねじ孔１２ａと細孔１３ａとで形成された直線状の孔を第１流出路４１と言い、ねじ孔１２ｂと細孔１３ｂとで形成された直線状の孔を流入路３１と言い、ねじ孔１２ｃと細孔１３ｃとで形成された直線状の孔を第２流出路５１と言う。

第１流出路４１及び第２流出路５１は、一直線状に形成され、流入路３１は、第１流出路４１及び第２流出路５１に対して、向きが９０度異なって形成されている。また、流入路３１、第１流出路４１及び第２流出路５１は、同じ高さ位置に（つまり、弁体２０の周方向に沿って）形成されている。

流入路３１には、図１に示すように、ボルト３２と、該ボルト３２のネジ部３２１の先端部に取り付けられたリング継ぎ手３３と、ボルト３２及びリング継ぎ手３３の軸芯貫通孔に挿通された管体３４と、が嵌入されている。これらを流入路３１に嵌入することにより、外周部材１２と内周部材１３が固定されている。

ボルト３２は、外周部材１３の流入路３１のねじ孔１２ｂに螺合している。ボルト３２のねじ部３２１は、ねじ孔１２ｂよりも長く形成されている。
また、ボルト３２は、図４に示すように、頭部３２３からネジ部３２１の先端部にかけて中心部を貫通した直線状の孔３２５が形成されている。この孔３２５の径は、細孔１３ｂの本体部分Ｂとほぼ同じ径に形成されている。また、ねじ部３２１の先端部の中央部には、孔３２５よりも大径な凹み部３２４が形成されている。

リング継ぎ手３３は、ボルト３２の先端部の凹み部３２４に嵌められて、ねじ孔１２ｂの外端部分Ｃに嵌着されている。リング継ぎ手３３は、円筒状に形成され、外径が前記凹み部３２４に嵌入可能な大きさに形成されている。
なお、リング継ぎ手３３の先端部３３１は、細孔１３ｂのテーパ状の外側端部Ｃに嵌入可能なように、テーパ状の先細に形成されている。また、リング継ぎ手３３の孔３３３は、ボルト３２の孔３２５とほぼ同じ径に形成されている。また、リング継ぎ手３３を凹み部３２４に嵌入して、リング継ぎ手３３をボルト３２に取り付けると、リング継ぎ手３３の孔３３３がボルト３２の孔３２５の先端側と連通する。

管体３４は、貫通孔３４０を有するパイプ状の部材である。管体３４は、図１に示すように、ボルト３２及びリング継ぎ手３３の孔に挿入され、細孔１３ｂの本体部分Ｂまで嵌入されている。このように、管体３４の一端部は、細孔１３ｂの本体部分Ｂにまで挿入され、反対端部は、図示しない流体の供給源に接続されている。

上記ボルト３２、リング継ぎ手３３及び管体３４は、次のようにして流入路３１に嵌入されてハウジング１０に固定されている。まず、ボルト３２の凹み部３２４にリング継ぎ手３３の後端部を嵌入して、リング継ぎ手３３をボルト３２に取り付け、次いで、ボルト３２の孔３２５及びリング継ぎ手３３の孔３３３に管体３４を挿入する。図１に示すように、この状態で、管体３４の先端部３４１を流入路３１の細孔１３ｂに入れ、ボルト３２を流入路３１のねじ孔１２ｂに螺合していく。ボルト３２の螺合に伴い、リング継ぎ手３３は、ボルト３２の先端部と内周部材１３の外側端部Ｃの間に於いて挟圧されて塑性変形する。このリング継ぎ手３３の変形によって、リング継ぎ手３３の外面と内周部材１３の外側端部Ｃ、及びリング継ぎ手３３の内周面と管体３４が、それぞれ気密状に接する。このように、ボルト３２を利用してリング継ぎ手３３を潰し、該リング継ぎ手３３を介して、管体３４がハウジング１０に固定される。

本実施形態では、外周部材１２と内周部材１３は、上記リング継ぎ手３３、ボルト３２、管体３４の３部材の協働によって固定されており、該固定された外周部材１２と内周部材１３によりハウジング１０が構成されている。
具体的には、上記のようにリング継ぎ手３３及び管体３４をセットしたボルト３２を、外周部材１２に螺合していくことにより、管体３４がハウジング１０へ固定されると共に、外周部材１２と内周部材１３が固定されている。
リング継ぎ手３３は、ハウジング１０の周面に挟圧されて塑性変形するため、リング継ぎ手３３の材質は、ハウジング１０よりも剛性の低い材質が好ましい。

また、ボルト３２は、ねじ部３２１の長さがねじ孔１２ｂよりも長く形成されているので、流入路３１に嵌入された状態において、ボルト３２のねじ部３２１の一部と頭部３２３とはハウジング１０の外側に突出している。

第１流出路４１及び第２流出路５１においても、流入路３１と同様に、ボルト３２と、リング継ぎ手３３と、管体３４とが嵌入され、ハウジング１０に固定されていると共に、リング継ぎ手３３などによって外周部材１２と内周部材１３が固定されている。第１流出路４１及び第２流出路５１についての、ボルト３２、リング継ぎ手３３及び管体３４の構成、固定方法などは、流入路３１と同様であるので説明を省略する。
なお、第１流出路４１及び第２流出路５１に嵌入固定される管体３４は、その反対端部が（図示しない）容器などの流体の排出部に接続されている。

このような流入路３１の周面１１ａにおいて開口された部分は、流入口３０を形成し、第１流出路４１の周面１１ａにおいて開口された部分は、第１流出口４０を形成し、第２流出路５１の周面１１ａにおいて開口された部分は、第２流出口５０を形成している。
従って、流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０は、細孔１３ａ〜１３ｃの内側端部Ａによって形成されている。

ハウジング１０の収容部１１に設けられる弁体２０は、図１及び図２に示すように、ハウジング１０の中央に形成された収容部１１に回動可能に収容されている。弁体２０は、例えば、円柱状に形成され、収容部１１の周面に気密状に接するように形成されている。弁体２０は、円筒状の周面を有する収容部１１の中心部を回転軸として、収容部１１の周面１１ａに接しながら回動可能に設けられている。

収納部１１の周面１１ａと接する弁体２０の円周面（以下、曲面部２１という）には、弁体２０とハウジング１０との間に流体を流すための流通溝６０が形成されている。かかる流通溝６０は、収容部１１の周面１１ａに弾性変形しつつ接する無端状の突起部が形成されたゴム弾性部材７０の該無端状突起部７１によって囲われた領域に形成されている。

具体的には、弁体２０の曲面部２１には、図５に示すように、ゴム弾性部材７０を曲面部２１に取り付けるための取付溝２３が形成されている。ゴム弾性部材７０は、当該取付溝２３にはめ込まれて、曲面部２１に着脱可能に取り付けられる。

取付溝２３は、曲面部２１の周方向（弁体２０の回転方向）に沿って設けられている。取付溝２３の周方向の長さＬ１は、図６に示す、弁体２０の回転中心点（収容部１１の中心部）と取付溝２３の両端部とを結んだ角度Ｒ１に対応する弧の長さに相当する。この弧の長さ（取付溝２３の長さＬ１）は、弁体２０の回転中心点と第１流出口４０及び第２流出口５０とを結んだ角度Ｒ１’に対応する弧の長さよりも大きく形成されている。
尚、取付溝２３は、例えば、曲面部２１の全周に亘って形成されてもよい。
また、取付溝２３の軸方向（高さ方向）の長さＷ１は、流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０の直径、即ち、細孔１３ａ〜１３ｃの内側端部Ａの直径より大きく形成されている。

ゴム弾性部材７０は、図７（ａ）に示すように、平面視帯状に形成されており、長手方向を取付溝２３の周方向に向けて取付溝２３に嵌め込まれている。
ゴム弾性部材７０は、無端状突起部７１を長手方向に有している。無端状突起部７１は、取付溝２３の深さより高く形成された断面半円状の突起部である（図７（ｂ））。無端状突起部７１は、帯状のゴム弾性部材７０の長手方向中央部に、平面視細長い矩形環状の突起から構成されている。この無端状突起部７１にて囲われた領域は、取付溝２３の深さよりも低くなった凹み領域７２とされている。

従って、ゴム弾性部材７０を取付溝２３に嵌め込んだ弁体２０を収容部１１に取り付けると、図７（ｃ）に示すように、無端状突起部７１が収容部１１の周面１１ａに当たって弾性変形（圧縮）して該周面１１ａと接し、凹み領域７２が、周面１１ａと離間して空間（この空間が流通溝６０となる）を形成する。
凹み領域７２の長手方向長さＬ２（図７（ｄ）参照）は、図８（ａ）に示すように、ゴム弾性部材７０を取付溝２３にはめ込んだときに、弁体２０の回転中心点と凹み領域７２の両端部とを結んだ角度Ｒ２に対応する弧の長さに相当する。この弧の長さ（凹み領域７２の長さＬ２）は、弁体２０の回転中心点と流入口３０及び第１流出口４０（又は第２流出口５０）とを結んだ角度Ｒ２’に対応する弧の長さよりも大きく形成されている。
よって、弁体２０の回動位置を図８（ａ）に示すような位置とすると、無端状突起部７１に囲まれた凹み領域７２が、流入口３０及び第１流出口４０に対面する。従って、流入口３０から流通溝６０を通じて第１流出口４０へと流体を流すことができる。
なお、上記流入口３０から第１流出口４０へ流体を流す弁体２０の回動位置を「第１位置」という。
但し、無端状突起部７１は、弾性変形して周面１１ａと接するため、ゴム弾性部材７０を取付溝２３に嵌め込んで無端状突起部７１が弾性変形すると凹み領域７２の長手方向長さＬ２が僅かに短くなる。従って、この弾性変形を考慮して、凹み領域７２を設計する必要がある。

同様に、図８（ｂ）に示すように、無端状突起部７１に囲まれた凹み領域７２が、流入口３０及び第２流出口５０に対面するように、弁体２０を回動させると、流通溝６０を介して流体を流入口３０から第２流出口５０に流すことができる。
なお、上記流入口３０から第２流出口５０へ流体を流す弁体２０の回動位置を「第２位置」という。

なお、凹み領域７２の短手方向長さＷ２（図７（ｂ）参照）は、流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０の直径よりも大きく形成されている。このように、流入口３０、第１流出口４０、第２流出口５０よりも大きく形成されることで、流入口３０から流入する流体は無端状突起部７１を越えて外部に漏れず、流通溝６０に確実に流入させることができ、また、該流体を第１流出口４０及び第２流出口５０に確実に流出させることができる。
また、無端状突起部７１は、弾性変形して周面１１ａと接するため、ゴム弾性部材７０を取付溝２３に嵌め込んで無端状突起部７１が弾性変形すると、凹み領域７２の短手方向長さＷ２が僅かに短くなる。従って、この弾性変形を考慮して、凹み領域７２を設計する必要がある。
尚、切替弁１においては、図２に示すように、弁体２０を回動させるためのハンドル２４が、弁体２０の上面にボルト２５を介して設けられている。

以上のように、本実施形態の切替弁１は、収容部１１の周面１１ａに弾性変形しつつ接する無端状突起部７１によって囲われた領域に形成された流通溝６０に流体を流通させる。流通溝６０の周囲は、収容部１１の周面１１ａに無端状突起部が弾性変形しつつ接しているので、流体が、無端状突起部７１を越え、流通溝６０から外部に漏れることが防止される。さらに、例えば、弁体２０を第１位置に位置させ、流入口３０から第１流出口４０へと一の流体Ａを流出させ、かつ洗浄液を流して流通溝６０に残存する流体Ａを洗い流した後、弁体２０を第２位置に切り替えて第２流出口５０へと他の流体Ｂを流す際に、他の流体Ｂと一の流体Ａが混じることを防止できる。
流通溝６０は、上述のように、ハウジング１０と弁体２０との間に形成されているが、流通溝６０から流体が外部に漏れないので、弁体２０が第１位置に位置しているときに、第２流出口５０に流体が流れ込むことや、弁体２０が第２位置に位置しているときに第１流出口４０に流体が流れ込むことを防止できる。
また、上記切替弁１は、無端状突起部７１に囲われた領域に流通溝６０が形成されたゴム弾性部材を弁体に嵌め込む構成であるため、弁体２０の回転軸芯部に貫通孔を形成する必要がなく、容易に作製することができる。

なお、無端状突起部７１の高さが高いほど、周面１１ａに対する無端状突起部７１の接触圧が高く、流体の漏れをより確実に防止することができるが、接触圧が高いと、無端状突起部７１と周面１１ａとの摩擦力が高く、弁体２０の回動が困難となる。従って、無端状突起部７１の高さは、例えば、弁体２０の曲面部２１の表面から、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度突出していることが好ましく、更に、０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度突出していることがより好ましい。

また、ゴム弾性部材７０の長手方向一方側には、図７に示すように、第１封止部８０が、他方側には、第２封止部９０が、ゴム弾性部材７０から一体的に延出して形成されている。

第１封止部８０は、第１流出口４０の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部８１を有している。突起部８１は、無端状突起部７１の一方側に形成されている。この突起部８１は、取付溝２３の深さより高く形成され、無端状突起部７１よりも低く形成された突起である。従って、第１封止部８０を取付溝２３に嵌め込むと、図７（ｃ）に示すように、突起部８１が周面１１ａによって弾性変形（圧縮）して周面１１ａと接する。
図７（ｄ）に示すように、突起部８１は、上面部が平坦に形成されており、この上面部は、第１流出口４０の開口よりも大きく形成されている。よって、突起部８１は、第１流出口４０の開口周囲に弾性変形しつつ接することができ、第１流出口４０を封止することが可能である。
突起部８１が設けられる位置は、ゴム弾性部材７０及び第１封止部８０を取付溝２３に嵌め込んで、図８（ｂ）に示すように、弁体２０を第２位置に回動させた際に、第１流出口４０の開口周囲に接して、第１流出口を封止することができる位置である。

このように、弁体２０が第２位置に回動し、流体が第２流出口５０に流れているときに、第１流出口４０が第１封止部８０によって封止されることで、第１流出口４０から逆流してくる流体が、ハウジング１０と弁体２０の間に流入することを防止できる。すなわち、第１流出口４０の配管先（排出部）に大気圧以上の圧力が加わっている場合、流入口から第２流出口５０へと流体を流している際、第１流出口４０の配管先に存する流体がその圧力によって弁体内へと逆流する場合がある。上記のように、第１流出口４０が第１封止部８０によって封止されることにより、この第１流出口４０からの逆流を防止できる。

上記突起部８１は、無端状突起部７１よりも低く形成されており、周面１１ａとの接触圧が無端状突起部７１よりも低くされている。なぜなら、逆流する流体は、流入口３０から流入する流体に比べて高圧となることは想定し難く、よって、接触圧が低くても、逆流を十分に防ぐことができるからである。また、このように突起部８１の接触圧を低くすることにより、弁体２０を回動させる際に発生するハウジング１０の周面１１ａとの摩擦力が小さくなり、弁体を容易に回動させることができる。

第２封止部９０は、設けられている位置が異なること以外は、第１封止部８０と同一の構成である。
従って、図８（ａ）に示すように、第２封止部９０は、弁体２０を第１位置に回動させ、流体が第１流出口４０に流れているときに、第２流出口５０を封止する。この第２封止部９０によって、第２流出口５０の配管先に存する流体が、ハウジング１０と弁体２０の間に逆流することを防止できる。

ゴム弾性部材７０は、ＪＩＳＡ硬度が、５０°〜９０°、好ましくは、６５°〜７５°であるものが好ましい。ゴム弾性部材７０の材質としては、例えば、公知のパッキンで用いられているゴムやエラストマーなどが例示できる。

なお、ゴム弾性部材７０は、弁体２０に対して着脱可能に嵌め込まれているものが好ましいが、弁体２０に固定的に設けられているものでもよい。
ゴム弾性部材７０を着脱可能に取り付けられる構成とすると、流体の性質や流体の送圧等に応じて、材質、形状等が異なるものに交換できる。また、劣化した際に交換できるので、メンテナンスも容易である。

尚、弁体２０は、図２及び図５に示すように、曲面部２１の取付溝２３の上下それぞれに、Ｏリング２６（リング状のゴムパッキン）を嵌め込む溝２７が周方向に形成されており、当該各溝２７にＯリング２６が嵌め込まれている。該Ｏリング２６によって、例えば、切替弁１の外部から、液体や気体などが流路溝６０内に入り込むことを防止できる。

尚、第１封止部８０及び第２封止部９０の変形例として、下記の構成を挙げることができる。

第１の変形例は、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１封止部８０は、突起部８１が無端状突起部７１の一方側と連接し、当該一方側から連続的に延出されるように形成されており、同様に第２封止部９０は、突起部９１が無端状突起部７１の他方側と連接し、当該他方側から連続的に延出されるように形成されている。さらに、突起部８１、９１は、無端状突起部７１の上下高さよりもわずかに低く形成されている。かかる変形例のゴム弾性部材７０も同様に、弁体２０に嵌められて使用され、第１封止部８０及び第２封止部９０によって、第１流出口４０及び第２流出口５０を封止できる。

また、第２の変形例は、図９（ｃ）に示すように、第１の変形例の突起部８１、９１は、平面視細長い矩形環状の突起から構成されている。図９（ｄ）に示すように、該突起部８１、９１は、無端状の突起部であり、この突起部によって囲われた領域は、取付溝２３の深さよりも低くなった凹み領域８２、９２とされている。
この凹み領域８２は、第１流出口４０の開口よりも大きく形成されている。この凹み領域８２は、ゴム弾性部材７０を取付溝２３に嵌め込んで弁体２０を第２位置に回動させた際に、第１流出口４０に対面するように形成されている。
この凹み領域８２は、その周囲に形成された無端状の突起部８１によって囲われているので、該無端状の突起部８１が弾性変形しつつ第１流出口４０の開口周囲に接し、第１流出口４０から逆流する流体が、無端状の突起部８１を越えて、凹み領域８２の外側に漏れることを防止できる。

凹み領域９２は、第２封止部９０に設けられていること以外は、上記第１封止部８０の凹み領域８２と同一の構成である。従って、弁体２０を第１位置に回動させると、凹み領域９２は、第２流出口５０と対面して、第２流出口５０を封止する。すなわち、凹み領域９２の周囲に形成された無端状の突起部９１が、弾性変形しつつ第２流出口５０の開口周囲に接し、第２流出口５０から逆流する流体が、無端状の突起部９１を越えて、凹み領域９２の外側に漏れることを防止できる。

また、上記実施形態に於いては、ハウジング１０は、ねじ孔１２ａ〜１２ｃが形成される外周部材１２と細孔１３ａ〜１３ｃが形成される内周部材１３との二重構造とされている。
マイクロ弁においては、非常に小さな直径の流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０が収容部１１の周面１１ａに開口するように、ハウジング１０の所定位置に貫通孔を形成しなければならない。また、該流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０に管体３４（流入管、流出管）が連通するように、ハウジング１０に該管体３４をそれぞれ取り付けなければならない。この管体３４をハウジング１０に固定するためには、上記ボルト３２をハウジング１０に螺合することが簡便な方法である。しかしながら、ハウジング１０の所定位置に、非常に小さい直径で且つ長い貫通孔を精度良く穿設することは、加工上難しい。また、ボルト３２を螺合するためのねじ孔は、タップなどを用いて部材を切り込みながら形成するが、該タップの際に切り屑が生じる。ハウジングが、一つの部材で構成されていると、上記ねじ孔をタップする際に生じる切り屑が、その延長上に位置する貫通孔（流入口、第１流出口及び第２流出口）に詰まるため、ハウジングにボルト３２固定用のねじ孔を加工することも困難となる。
この点、上記実施形態のように、ハウジング１０が、外周部材１２と内周部材１３によって構成することで、外周部材１２と内周部材１３を別個に加工できる。従って、外周部材１２の外端面から内端面にまでねじ溝の形成されたねじ孔１２ａ〜１２ｃを容易に形成でき、又、両部材１２、１３を別個に加工するため、外周部材１２にねじ孔１２ａ〜１２ｃを形成すべく、タップする際の切り屑が、内周部材１３に形成された流入口３０、第１流出口４０及び第２流出口５０に詰まる虞もない。また、ハウジング１０を２つの部材１２、１３で構成することにより、内周部材１３の厚みを薄くすることもでき、該内周部材１３に形成する貫通孔（流入口、第１流出口及び第２流出口）を精度良く形成することができる。

また、上記実施形態においては、流出口は、２カ所であるが、流出口が３カ所以上形成されていてもよい。また、本発明は、上記各実施形態で示した構造に限られず、本発明の意図する範囲で、適宜設計変更することができる。

本発明の切替弁の横断面図である。同切替弁の縦断面図である。但し、弁体、ゴム弾性部材、Ｏリングについては、正面図で表す。ハウジングの平面断面図である。ボルト、リング継ぎ手及び管体の横断面図である。弁体の正面図である。凹み領域の周方向長さを示す図である。（ａ）は、ゴム弾性部材、第１封止部、第２封止部の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＡ―Ａ断面図である。（ｃ）は、ゴム弾性部材が取り付けられた弁体の横断面図であり、ゴム弾性部材と周面との接触状態を示す図である。（ｄ）は、（ａ）のＢ―Ｂ断面図である。（ａ）は、ゴム弾性部材、第１封止部、第２封止部が取り付けられた弁体の横断面図であり、弁体の回動位置が第１位置である場合、流入口と第１流出口とが連通し、第２流出口が封止されることを示す。（ｂ）は、ゴム弾性部材、第１封止部、第２封止部が取り付けられた弁体の横断面図であり、弁体の回動位置が第２位置である場合、流入口と第２流出口とが連通し、第１流出口が封止されることを示す。（ａ）は、第１変形例のゴム弾性部材の平面図である。（ｂ）は、（ａ）のＣ―Ｃ断面図である。（ｃ）は、第２変形例のゴム弾性部材の平面図である。（ｄ）は、（ｃ）のＤ―Ｄ断面図である。

符号の説明

１切替弁
１０ハウジング
２０弁体
３０流入口
４０第１流出口
５０第２流出口
６０流通溝
７０ゴム弾性部材
７１無端状突起
７２凹み領域

Claims

回動可能な弁体を収容する収容部が形成されたハウジングと、ハウジングの収容部の周面に接する曲面部が形成された弁体と、ハウジングの収容部の周面に開口された流入口と、ハウジングの収容部の周面に開口された第１流出口及び第２流出口と、弁体の曲面部に設けられた流通溝と、を有し、
弁体を第１位置へ回転させることにより、流入口から流通溝を経由して第１流出口に流体を流すことができ、且つ、弁体を第２位置へ回転させることにより、流入口から流通溝を経由して第２流出口に流体を流すことができる切替弁であって、
収容部の周面に弾性変形しつつ接する無端状の突起部が形成されたゴム弾性部材が、前記弁体の曲面部に設けられ、前記流通溝が、ゴム弾性部材の無端状突起部で囲われた領域に形成されており、
前記弁体を第１位置に回転させた際、第２流出口の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部によって第２流出口を封止する第２封止部、又は、前記弁体を第２位置に回転させた際、第１流出口の開口周囲に弾性変形しつつ接する突起部によって第１流出口を封止する第１封止部、の少なくとも何れか一方が、前記ゴム弾性部材から一体的に延出されていることを特徴とする切替弁。
前記ゴム弾性部材が、弁体に対して着脱可能に取り付けられている請求項１記載の切替弁。
前記第１封止部及び第２封止部の突起部は、前記ゴム弾性部材の無端状突起部より低く形成された請求項１又は２に記載の切替弁。